Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap Arus Bocor Isolator Post 20 kV Terpolusi

(1)

BAHAN SIDANG TUGAS AKHIR

PENGARUH KELEMBABAN UDARA TERHADAP ARUS BOCOR

ISOLATOR POST 20 kV TERPOLUSI

Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana

(S-1) pada Departemen Teknik Elektro

OLEH :

ANGELINA

NIM : 080402034

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

(2)

ABSTRAK

Isolator yang terpasang pada ruangan terbuka akan dilapisi polutan yang berasal dari udara di sekitarnya. Konduktivitas dari polutan akan dipengaruhi oleh kelembaban udara. Arus bocor pada permukaan suatu isolator dipengaruhi oleh konduktivitas permukaan isolator. Oleh karena itu, arus bocor dipengaruhi oleh kelembaban udara. Pada Tugas Akhir ini akan diamati pengaruh kelembaban udara terhadap besarnya nilai arus bocor yang mengalir di sekitar permukaan isolator yang terpolusi. Penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban udara, semakin tinggi arus bocor yang mengalir melalui permukaan isolator. Khusus untuk isolator uji yang digunakan, kenaikan arus bocor karena kelembaban adalah 1.373 sampai 41.171 kali dari arus bocor pada keadaan bersih. Kenaikan rugi-rugi yang signifikan karena kelembaban udara terjadi jika tingkat kelembaban melebihi 97%.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat yang telah diberikan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “ Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap

Arus Bocor Isolator Post 20 kV Terpolusi ”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu Heng Kuang Bun dan Ainy, kedua adik penulis Wilsen dan Golfin atas seluruh perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mendapat dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Ir. Bonggas L. Tobing selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih sebesar-besarnya penulis ucapkan untuk Beliau.

(4)

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, MSi selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU dan Bapak Rahman Fauzi, ST.,MT., selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU.

3. Bapak Ir. Riswan Dinzi, MT., selaku Dosen Wali penulis.

4. Bapak Ir. Syahrawardi selaku Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi.

5. Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Jhony Huang yang telah memberikan semangat, dorongan dan ide-ide kepada penulis.

7. Seluruh asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi : Wilvian, Eykel, Harmoko, dan khususnya Wilvian yang telah membantu penulis dalam pengambilan data.

8. Teman-teman stambuk 2008: Teguh, Robin, Antonius, Jhonson, Aji, Bayu, Eka, Rama, Dina, Dian, Siska, Ellys, Chrisitan dan teman-teman 2007 lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Jasa-jasa kalian tidak akan dilupakan.

9. Kepada abang-abang senior dan adik-adik junior: Herman, Frendy, Angga, Budiman, Thomas, Sugianto, Rumonda, Teguh, Wangto, Kentrick dan abang/kakak senior serta adik-adik junior yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Yang telah memberi motivasi kepada penulis.

(5)

10.Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan terima kasih banyak.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahan-kesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

Medan, 18 Juli 2012

Penulis,

Angelina

(6)

DAFTAR ISI

Abstrak...i

Kata Pengantar...ii

Daftar Isi...v

Daftar Gambar...viii

Daftar Tabel...xii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang...1

I.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan...1

I.3 Batasan Masalah...2

I.4 Metode Penelitian...2

I.5 Sistematika Penelitian...3

BAB II ARUS BOCOR DAN KELEMBABAN UDARA II.1 Jenis Isolator………...5

II.2 Tahanan Isolator………...10

II.3 Rugi-Rugi Akibat Arus Bocor Isolator………...12

(7)

II.4 Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap Arus Bocor Isolator Terpolusi...16

BAB III METODOLOGI III.1 Umum………...18

III.2 Pengukuran Bobot Polusi……...19

III.3 Pengukuran Konduktivitas………...21

III.4 Perhitungan Luas Permukaan Isolator………...24

III.5 Proses Pembuatan Polusi Pada Isolator………..…….……25

III.6 Proses Pelembaban Udara Di Sekitar Isolator……….27

III.7 Peralatan Ukur………..………...30

III.8 Pengukuran Arus Bocor Pada Isolator……….34

III.9 Hasil Pengujian………..…………..36

BAB IV

ANALISIS DATA

IV.1 Perhitungan ESDD...38

IV.2 Pengolahan Data Hasil Pengukuran Arus Bocor...39

IV.3 Perhitungan Rugi-Rugi Daya...51

(8)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan...63

V.2 Saran...64

DAFTAR PUSTAKA...65

LAMPIRAN A

LAMPIRAN B

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar1.1 Rangkaian Percobaan………..….………...3

Gambar 2.1 Tipe Konstruksi dari Isolator Gantung Keramik. (a) Standar (b) Tipe Terbuka (c) Anti Kabut dan Digunakan pada Aplikasi Tegangan DC…….6

Gambar 2.2 Bentuk-Bentuk Isolator Keramik. (a) Tipe Pin. (b) Tipe Post. (c) Tipe Post-Pin. (d) Isolator Piring………..……….7

Gambar 2.3 Bentuk Isolator Polimer. (a) Tipe Rantai dan (b) Tipe Post………...9

Gambar 2.4 Arus Bocor pada Permukaan Isolator………...10

Gambar 2.5 Rangkaian Ekivalen Arus Bocor………...11

Gambar 2.6 Rangkaian Ekivalen Arus Bocor pada Isolator…………...12

Gambar 2.7 Representatif dari Saluran Distribusi pada Keadaan Tanpa Beban...13

Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Tanpa Arus Bocor pada Keadaan Tanpa Beban…....13

Gambar 2.9 Rangkaian Ekivalen Tanpa Arus Bocor pada Keadaan Berbeban…….….14

Gambar 2.10 Rangkaian Ekivalen Saluran Distribusi Hantaran Udara dengan Arus Bocor pada Keadaan Tanpa Beban………...14

Gambar 2.11 Pendekatan T untuk Rangkaian Ekivalen Saluran Distribusi Hantaran Udara dengan Arus Bocor pada Keadaan Tanpa Beban…………..…...15

(10)

Gambar 3.1 Rangkaian Pengukur Konduktivitas………...22

Gambar 3.2 (a) Sumbat Gabus dengan Konduktor (b) Sumbat Gabus dengan Konduktor yang Dibengkokkan (c) Sumbat Gabus dengan Aluminium Foil (d) Tabung Uji………22

Gambar 3.3 Isolator Post...24

Gambar 3.4 Kaolin Bubuk………...26

Gambar 3.5 Larutan Polutan………...26

Gambar 3.6 Pengeringan Isolator Postdalam Ruang Plastik………..……27

Gambar 3.7 Wadah Kaca dengan Konduktor……….……28

Gambar 3.8 Isolator Uji dalam Wadah Kaca……….….29

Gambar 3.9 (a) Penghasil Uap (b) Penghubung Ketel Listrik dengan Wadah Kaca…..29

Gambar 3.10 Termometer………....31

Gambar 3.11 Neraca………...31

Gambar 3.12 Barometer/ Humidity meter……….….….32

Gambar 3.13 (a) Trafo Uji (b) Autotrafo……….…...33

Gambar 3.14 Voltmeter……….……….34

Gambar 3.15 Rangkaian Percobaan….……….……..35

(11)

Gambar 4.1 Arus Bocor Isolator Bersih pada Berbagai Tingkat Kelembaban Udara…41 Gambar 4.2 Arus Bocor Isolator Terpolusi Ringan pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Udara……….43

Gambar 4.3 Arus Bocor Isolator Terpolusi Sedang pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Udara ………..………..45

Gambar 4.4 Arus Bocor Isolator Terpolusi Berat Pertama pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Udara………...47

Gambar 4.5 Arus Bocor Isolator Terpolusi Berat Kedua pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Udara………...49

Gambar 4.6 Perbandingan Arus Bocor pada Berbagai Tingkat Kelembaban…….…..50 Gambar 4.7 Rugi-Rugi Daya Isolator Bersih pada Berbagai Tingkat Kelembaban…..54 Gambar 4.8 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Ringan pada Berbagai Tingkat

Kelembaban……….56

Gambar 4.9 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Sedang pada Berbagai Tingkat

Kelembaban……….58

Gambar 4.10 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Berat pada Berbagai Tingkat Kelembaban...60

(12)

Gambar 4.11 Perbandingan Rugi-Rugi Daya pada Berbagai Tingkat Kelembaban…..61

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Faktor Koreksi Suhu...20

Tabel 3.2 Hubungan Tingkat Intensitas Polusi dengan ESDD………..……..21

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Konduktivitas, Salinitas dan ESDD...39

Tabel 4.2 Kategori Bobot Polutan Isolator...39

Tabel 4.3 Arus Bocor Isolator Bersih untuk Berbagai Tingkat Kelembaban………...40

Tabel 4.4 Arus Bocor Isolator Terpolusi Ringan untuk Berbagai Tingkat Kelembaban………...42

Tabel 4.5 Arus Bocor Isolator Terpolusi Sedang untuk Berbagai Tingkat Kelembaban………...44

Tabel 4.6 Arus Bocor Isolator Terpolusi Berat Pertama untuk Berbagai Tingkat Kelembaban………...………..46

Tabel 4.7 Arus Bocor Isolator Terpolusi Berat Kedua untuk Berbagai Tingkat Kelembaban………...………..48

Tabel 4.8 Rugi-Rugi Daya Isolator Bersih untuk Berbagai Tingkat Kelembaban………..53

Tabel 4.9 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Ringan untuk Berbagai Tingkat Kelembaban..55

Tabel 4.10 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Sedang untuk Berbagai Tingkat Kelembaban.57

Tabel 4.11 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Berat untuk Berbagai Tingkat Kelembaban….58

(14)

ABSTRAK

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Isolator banyak dipasang pada saluran listrik hantaran udara. Karena dipasang pada ruangan terbuka, permukaan isolator menjadi rawan polusi. Polutan berupa debu, asap-asap kendaraan, maupun garam akan menempel pada permukaan isolator dan berangsur-angsur membentuk suatu lapisan kontaminan. Lapisan kontaminan ini akan mempengaruhi konduktivitas permukaan isolator.

Konduktivitas permukaan isolator dipengaruhi oleh kelembaban udara. Karena kelembaban udara menyebabkan lapisan polutan menjadi konduktif. Arus bocor pada permukaan isolator tergantung kepada konduktivitas permukaan isolator. Akibatnya, jika udara di sekitar isolator terpolusi semakin lembab, maka arus bocor pada permukaan isolator akan semakin besar.

I.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan

Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki pengaruh kelembaban udara terhadap arus bocor isolator keramik yang terpolusi.

Adapun manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah untuk memberikan informasi tentang persentase kenaikan rugi-rugi arus bocor pada saluran listrik udara akibat perubahan kelembaban udara pada permukaan isolator yang terpolusi.

(16)

I.3 Batasan Masalah

Dilihat dari bahannya, isolator keramik dibedakan menjadi isolator porselen dan isolator kaca. Dalam penelitian ini yang menjadi obejk uji adalah isolator porselen.

Ditinjau dari jenis siripnya, isolator post terdiri dari beberapa ukuran. Dalam penelitian ini yang menjadi objek uji adalah isolator post dengan enam sirip.

Jenis tegangan yang dipikul oleh suatu isolator di lapangan adalah tegangan AC dan impuls. Dalam penelitian ini, yang diteliti adalah arus bocor konduktif, sehingga di laboratorium, arus bocor diukur pada saat isolator memikul tegangan DC.

Ada beberapa jenis material polutan yang menempel pada permukaan suatu isolator. Dalam penelitian ini, polutan yang digunakan adalah polutan buatan berupa lapisan garam.

I.4 Metodologi Penelitian

Penelitian kasus dilakukan dengan merendam isolator (objek uji) dengan larutan garam. Isolator dikeringkan dalam suatu ruang tertutup selama 24 jam. Isolator terpolusi yang sudah kering tersebut kemudian dimasukkan ke dalam wadah uji yang tertutup. Dalam wadah uji dialirkan uap air sampai kelembaban udara dalam wadah mencapai nilai yang ditentukan. Isolator dirangkai seperti pada gambar 1 dan diberi tegangan, kemudian diukur arus bocornya. Pengujian arus bocor dilakukan untuk beberapa tingkat kelembaban sehingga diperoleh suatu kurva yang menyatakan hubungan antara arus bocor dengan kelembaban udara.

(17)

S1 S2

V1 TU

V2 R

Gambar 1.1 Rangkaian Percobaan

I.5 Sistematika Penelitian

BAB 1. PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, judul, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penelitian.

BAB 2. ARUS BOCOR DAN KELEMBABAN UDARA

Bab ini menjelaskan tentang jenis isolator, tahanan isolator, rugi-rugi akibat arus bocor isolator, dan pengaruh kelembaban udara terhadap arus bocor isolator terpolusi.

BAB 3. METODOLOGI

Bab ini menjelaskan mengenai metode pengukuran bobot polusi, pengukuran konduktivitas, perhitungan luas permukaan isolator,

(18)

pembuatan polusi pada isolator, pelembaban udara di sekitar isolator, peralatan ukur, dan pengukuran arus bocor pada isolator.

BAB 4. ANALISIS DATA

Bab ini memuat hasil pengolahan data dan hasil analisis dari data tersebut.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran.

(19)

BAB II

ARUS BOCOR DAN KELEMBABAN UDARA

II.1 Jenis Isolator

Isolator merupakan salah satu bahan dielektrik yang digunakan untuk memisahkan konduktor bertegangan dengan kerangka penyangga yang dibumikan. Berdasarkan bahan pembuatnya isolator terdiri dari isolator keramik dan isolator polimer. Berikut akan dijelaskan secara singkat mengenai kedua isolator tersebut.

1. Isolator Keramik

Isolator Keramik pertama kali digunakan sebagai salah satu komponen di jaringan telegraf pada tahun 1800. Ada beberapa rancangan dasar dari isolator keramik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 (a), (b) dan (c).

(20)

(b) (c)

Gambar 2.1 Tipe Konstruksi dari Isolator Gantung Keramik. (a) Standar (b) Tipe Terbuka (c) Anti Kabut dan Digunakan pada Aplikasi

Tegangan DC

Berdasarkan bahan pembuatannya, isolator keramik terdiri dari dua jenis yaitu isolator porselen dan isolator kaca.

Bahan porselen digunakan dalam pembuatan isolator rantai, isolator tipe post

dengan inti padat maupun berongga, isolator tipe pin, isolator post dengan sirip banyak dan bushing. Isolator berbahan porselen sering dilapisi dengan suatu lapisan mengkilat yang berfungsi untuk meningkatkan daya tahan pada permukaannya.

Kaca kebanyakan digunakan dalam pembuatan isolator rantai dan isolator tipe

post yang bersirip banyak. Pada umumnya isolator kaca diproduksi melalui pemanasan material kaca. Tujuan dari pemanasan ini adalah untuk menghasilkan bentuk isolator yang diinginkan dan mendapatkan sifat yang lebih kokoh dan tidak mudah retak.

Bahan porselen dan kaca memiliki permukaan yang bersifat lembam, sehingga dengan sifat tersebut, bahan porselen dan kaca ini mempunyai ketahanan yang tinggi

(21)

jika pada permukaannya terjadi busur api. Bahan porselen dan kaca juga memiliki ketahanan yang tinggi terhadap tekanan.

Berdasarkan konstruksinya, isolator keramik dibagi menjadi empat jenis yaitu isolator tipe pin, isolator tipe post, isolator tipe pin-postdan isolator gantung.

Isolator tipe pin, post dan pin-post digunakan untuk jaringan distribusi hantaran udara tegangan menengah. Isolator post juga digunakan untuk pasangan dalam (indoor) yaitu sebagai penyangga rel daya pada panel tegangan menengah. Isolator gantung digunakan untuk jaringan hantaran udara tegangan menengah dan tegangan tinggi. Pada jaringan tegangan menengah, isolator gantung digunakan pada tiang akhir dan tiang sambungan. Bentuk dari keempat isolator ini ditunjukkan pada Gambar 2.2 (a), (b), (c) dan (d).

(a) (b)

Gambar 2.2 Bentuk-Bentuk Isolator Keramik. (a) Tipe Pin. (b) Tipe Post. (c) Tipe Post-Pin. (d) Isolator Piring

(22)

2. Isolator Polimer

Isolator polimer atau isolator non-keramik pertama kali diperkenalkan pada tahun 1959. Bahan utama pembuatan isolator polimer adalah epoksi. Isolator polimer yang dipasang di luar ruangan rentan terhadap masalah kerusakan akibat sinar ultraviolet dan erosi. Kerusakan yang terjadi pada isolator polimer umumnya berhubungan dengan penggunaan material yang tidak tepat, teknik produksi, kualitas batang serat fiber yang rendah, serta penyegelan antara batang, kerangka dan ujung logam yang tidak bagus. Penyebab kerusakan isolator polimer dapat juga berupa pengapuran, krasing (patah inti polimer), dan penetrasi air. Selain itu, material polimer umumnya rentan terhadap pengaruh lingkungan dan polusi yang tinggi. Keuntungan dari isolator polimer adalah berat dari isolator yang 90% lebih ringan dibanding dengan isolator keramik. Isolator polimer juga mempunyai sifat hidrofobik, sifat termal dan dielektrik yang lebih baik. Selain itu, isolator polimer juga memiliki kekuatan mekanik yang lebih baik dibandingkan dengan isolator keramik dan gelas.

Pada awalnya desain utama dari isolator ini ada dua, yaitu dalam bentuk isolator gantung dan tipe post seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3 (a) dan (b).

(23)

Besi tempa dan logam yang disatukan dengan menggunakan proses swaging

Serat fiber yang diperkuat batang damar Karet penahan udara dan selubung batang

(a)

Serat fiber yang diperkuat batang damar

Ujung logam yang disatukan dengan batang fiber melalui

proses swaging

Karet penahan udara dan lapisan pelindung

(b)

(24)

Isolator polimer memanfaatkan inti dari serat fiber sebagai penopang mekanis. Pada serat fiber tersebut ditambatkan logam untuk menambah kekuatan mekanis pada isolator.

II.2 Tahanan Isolator

Apabila isolator memikul tegangan searah, maka arus akan mengalir melalui permukaan dan bagian dalam isolator. Arus yang melalui permukaan disebut arus permukaan. Sedangkan hambatan yang dialami arus ini disebut tahanan permukaan. Arus yang melalui bagian dalam isolator disebut arus volume dan hambatan yang dialami arus tersebut disebut tahanan volume. Besarnya tahanan volume dipengaruhi oleh bahan isolator yang digunakan. Sedangkan besarnya tahanan permukaan dipengaruhi oleh kondisi dari permukaan isolator. Jumlah arus volume dan arus permukaan disebut arus bocor.

Jika tegangan yang dipikul isolator adalah tegangan AC, maka selain kedua jenis arus tersebut, pada isolator juga mengalir arus kapasitif. Arus kapasitif terjadi karena adanya kapasitansi yang dibentuk isolator dengan elektroda. Pada Gambar 2.4 ditunjukkan arus permukaan, arus volume dan arus kapasitif yang mengalir pada suatu isolator.

(25)

Gambar 2.4 Arus Bocor pada Permukaan Isolator

Rangkaian listrik ekivalen suatu isolator ditunjukkan pada Gambar 2.5.

RP _C

Gambar 2.5 Rangkaian Ekivalen Arus Bocor

Menurut Gambar 2.5, arus bocor yang mengalir melalui suatu isolator adalah :

IB

IP

IC

IV

2.1

Karena tahanan volume relatif besar dibandingkan dengan tahanan permukaan, maka menyebabkan arus volume dapat diabaikan. Sehingga, arus bocor total menjadi :

Elektroda Elektroda

(26)

IB =

IP +

IC

2.2

Dengan demikian, tahanan ekivalen isolator menjadi seperti pada Gambar 2.6

C V

Gambar 2.6 Rangkaian Ekivalen Arus Bocor pada Isolator

Tahanan permukaan isolator dapat bervariasi, bergantung pada material yang menempel pada permukaan isolator. Keadaan iklim, daerah pemasangan isolator serta kelembaban udara menjadi faktor yang mempengaruhi besar dari tahanan permukaan isolator. Polutan yang menempel pada permukaan isolator akan menyebabkan tahanan permukaan isolator turun dan meningkatkan besar arus permukaan yang mengalir pada permukaan isolator sehingga arus bocor semakin besar.

II.3 Rugi-Rugi Akibat Arus Bocor Isolator

Dalam sistem distribusi, akan selalu timbul rugi–rugi daya selama penyaluran. Rugi-rugi daya menyebabkan daya yang sampai ke konsumen menjadi berkurang.

(27)

Pada Gambar 2.7, ditunjukkan representatif dari suatu saluran distribusi hantaran udara dengan arus kapasitansi (Ic) yang diabaikan. Pada gambar terdapat pembangkit, tahanan kawat penghantar per gawang (R), reaktansi kawat penghantar per gawang (X), tiang distribusi, isolator dan beban.

Tiang distribusi

R1 X1 R2 X2 Rn Xn

Isolator

Panel Tegangan Menengah

Beba n

Gambar 2.7 Representatif dari Saluran Distribusi pada Keadaan Tanpa Beban

Apabila arus bocor pada isolator diabaikan, maka rangkaian ekivalen dari saluran distribusi hantaran udara adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8. Bila dioperasikan pada keadaan tidak berbeban, maka tidak ada rugi-rugi daya pada saluran distribusi hantaran udara.

Beban

R1 X1 R2 X2 Rn Xn

(28)

Pada keadaan berbeban, arus mengalir di sepanjang penghantar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Beban

R1 X1 R2 X2 Rn Xn

Gambar 2.9 Rangkaian Ekivalen Tanpa Arus Bocor pada Keadaan Berbeban

Rugi-rugi daya pada saluran hantaran udara menjadi :



P = I

. ( R

+ R

+ …….. + R

)

2.4

Jika arus bocor pada isolator diperhitungkan, maka rangkaian ekivalen saluran distribusi hantaran udara adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 2.10.

R1 X1 R2 X2 Rn Xn

Rp 1

Rp 2

Rp 3

Rp n Rp

(n-1) Ik2

Ik1 Ikn

Ii1 Ii2 Ii3 Ii (n-1) Ii n

Gambar 2.10 Rangkaian Ekivalen Saluran Distribusi Hantaran Udara dengan Arus Bocor pada Keadaan Tanpa Beban

(29)

Pada keadaan tidak berbeban, ada rugi–rugi daya hantaran udara sebesar :



P = I

. R

+ I

. R

+ I

. R

+ I

. R

+ I

. R

+

I

. R

+ …….. +

I

. R

+ I

i (n-1)

. R

p (n-1)

+ I

in 2

. R

2.5

Sebagai pendekatan, rangkaian ekivalen saluran distribusi hantaran udara dapat dibuat dalam rangkaian T-nominal, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.11.

Beban

Rie

Rek /2 XLek/2

Keterangan :

1. Rek = Tahanan Seluruh Kawat

per Fasa

2. Xlek = Reaktansi Seluruh Kawat per

Fasa

3. Rie = Tahanan Ekivalen Permukaan

Semua Isolator

Gambar 2.11 Pendekatan T untuk Rangkaian Ekivalen Saluran Distribusi Hantaran Udara dengan Arus Bocor pada Keadaan Tanpa Beban

Jika tahanan permukaan setiap isolator dianggap sama, jumlah isolator per tiang per fasa adalah satu unit, dan jumlah tiang adalah , maka

R

=

(30)

Pada saat keadaan tanpa beban, arus akan mengalir melalui permukaan isolator, sehingga rugi-rugi total pada saluran distribusi hantaran udara adalah :



P = I

. ( R

/2 + R

)

2.7

Pada keadaan berbeban, rangkaian ekivalen saluran distribusi hantaran udara adalah seperti pada Gambar 2.12.

Beban

Rie

I

Xek/2 Rek/2

Gambar 2.12 Pendekatan T untuk Rangkaian Ekivalen Saluran Distribusi Hantaran Udara dengan Arus Bocor pada Keadaan Berbeban

Untuk kasus ini, rugi-rugi saluran distribusi hantaran udara menjadi :



P = I

. R

/2

+ I

. R

+ I

. R

/2

2.8

Dengan membandingkan 2.4 dan 2.8 dapat disimpulkan bahwa rugi-rugi daya pada saluran distribusi hantaran udara semakin besar jika ada arus bocor pada permukaan isolator. Dengan perkataan lain, arus bocor pada permukaan isolator memperbesar rugi-rugi daya pada saluran distribusi hantaran udara.

II.4 Pengaruh Kelembaban Udara terhadap Arus Bocor Isolator Terpolusi

Keadaan cuaca akan mempengaruhi kinerja dari isolator yang terpasang pada saluran udara. Keadaan udara yang lembab, hujan gerimis dan adanya kabut juga

(31)

berpengaruh penting terhadap kinerja isolator. Udara di sekitar isolator mengandung polutan. Polutan tersebut dapat berupa debu, asap-asap kendaraan maupun garam. Polutan akan menempel pada permukaan isolator. Banyaknya polutan yang menempel pada suatu isolator berbeda-beda bobotnya, bergantung pada bobot polutan udara di sekitar tempat isolator tersebut. Polutan ini kemudian membentuk suatu lapisan yang disebut lapisan kontaminan. Pada musim hujan, akan terjadi proses pembasahan kontaminan secara alami. Apabila isolator dikenai hujan deras, maka lapisan kontaminan pada isolator akan tercuci bersih. Sebaliknya, jika hujan yang terjadi berupa hujan rintik- rintik atau kondisi udara pada sekitar isolator lembab, maka lapisan kontaminan akan menyerap uap air dari udara basah. Lapisan kontaminan yang basah ini membuat konduktivitas lapisan kontaminan semakin besar sehingga tahanan permukaan isolator semakin kecil, akibatnya, arus permukaan semakin tinggi dan menyebabkan rugi-rugi daya pada permukaan isolator bertambah. Dengan demikian rugi-rugi saluran distribusi hantaran udara juga bertambah besar.

(32)

BAB III

METODOLOGI

III.1 Umum

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai metode yang digunakan dalam Tugas Akhir ini. Untuk meneliti pengaruh kelembaban udara terhadap arus bocor pada permukaan isolator perlu dilakukan eksperimen. Eksperimen dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, Universitas Sumatera Utara. Pada bab ini akan dijelaskan mengenai langkah-langkah yang dilakukan dalam eksperimen tersebut terutama perihal:

1. Pengukuran bobot polusi, 2. pengukuran konduktivitas,

3. perhitungan luas permukaan isolator, 4. pembuatan polusi pada isolator, 5. pelembaban udara di sekitar isolator, 6. peralatan ukur, dan

7. pengukuran arus bocor pada isolator.

Dalam pengukuran bobot polusi dibutuhkan pengukuran konduktivitas suatu larutan dan luas permukaan isolator. Oleh karena itu, dalam bab ini juga akan dijelaskan tentang pengukuran konduktivitas dan perhitungan luas permukaan isolator.

(33)

III.2 Pengukuran Bobot Polusi

Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa isolator yang terpasang pada saluran udara akan ditempeli oleh polutan pada permukaannya dan bobot dari polutan yang menempel pada permukaan isolator berbeda-beda. Oleh karena itu, untuk mengukur bobot dari polutan yang menempel pada permukaan isolator, dibutuhkan suatu pengukuran bobot polusi dengan menggunakan metode ESDD (

Equivalent Salt Deposit Density ). ESDD ( Equivalent Salt Deposit Density )

menunjukkan tingkat polusi permukaan isolator yang diekivalenkan dengan kadar garam dalam air. Langkah-langkah untuk menentukan nilai ESDD polutan pada suatu isolator adalah sebagai berikut :

1. Mula-mula sebanyak 1 liter air ledeng dan 4 lembar kain kasa ( ukuran 16cm x 16 cm ) dimasukkan ke dalam suatu wadah. Air dan kain kasa dalam wadah ini disebut larutan pencuci.

2. Diukur konduktivitas dari larutan pencuci dan dihitung nilai konduktivitas

larutan pencuci isolator pada suhu 20 C dengan menggunakan Persamaan 3.1.



=





[ 1

–

b(



- 20 ) ]

3.1

Dalam hal ini :

 = suhu larutan ( C )



20 = konduktivitas larutan pada suhu 20 C ( S/m )





= konduktivitas larutan pada suhu C ( S/m )

(34)

Nilai dari b dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut :

Tabel 3.1 Faktor Koreksi Suhu

 ( C ) b

5 0.03156

10 0.02817

20 0.02277

30 0.01905

3. Dihitung salinitas dari larutan dengan menggunakan Persamaan 3.2.

D = ( 5.7



)

1.03

3.2

Dalam hal ini :

D = salinitas ( mg/cm3 )

Misalkan hasil yang diperoleh adalah D1.

4. Polutan yang menempel pada isolator dilarutkan ke dalam larutan pencuci. 5. Diukur konduktivitas larutan pencuci yang telah bercampur dengan polutan.

Kemudian dihitung salinitasnya dengan cara seperti di atas. Misalkan hasilnya adalah D2.

6. Dihitung nilai dari ESDD dengan menggunakan persamaan 3.3.

(35)

Dalam hal ini :

ESDD = Equivalent Salt Deposit Density ( mg/cm2 ) V = Volume air pencuci ( mL )

D1 = Salinitas larutan pencuci tanpa polutan ( mg/cm3 )

D2 = Salinitas larutan pencuci yang terpolusi ( mg/cm3 )

S = Luas Permukaan isolator ( cm2 )

Berdasarkan IEC 815, tingkat intensitas polusi dibagi menjadi empat yaitu ringan, sedang, berat dan sangat berat. Hubungan antara ESDD dengan tingkat intesitas polusi dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Hubungan Tingkat Intensitas Polusi dengan ESDD

Tingkat Intensitas Polusi ESDD maksimum (mg/cm2)

Ringan 0.06

Sedang 0.20

Berat 0.60

(36)

III.3 Pengukuran Konduktivitas

Untuk menghitung nilai ESDD, diperlukan nilai konduktivitas dari larutan pencuci. Nilai konduktivitas dapat diperoleh melalui alat ukur konduktivitas yang dapat diperoleh di pasaran. Tetapi karena harga dari alat ukur konduktivitas mahal, maka pengukuran konduktivitas dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian sederhana seperti yang ditunjukkan Gambar 3.1.

A V

Tabung uji yang diisi dengan larutan uji

18V DC

Gambar 3.1 Rangkaian Pengukur Konduktivitas

Panjang dari tabung yang digunakan dalam eksperimen ini adalah 27,5 cm dan luas permukaannya adalah 4,908 cm2. Pada kedua ujung tabung dimasukkan sumbat karet yang sebelumnya telah dilubangi dan dihubungkan dengan konduktor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2(a). Konduktor yang berada di dalam tabung kemudian dibengkokkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2(b). Kemudian ditutupi dengan aluminium foil seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2(c). Selanjutnya, sumbat dimasukkan ke dalam tabung seperti yang ditunjukkan Gambar 3.2(d).

(37)

(a)

(b)

(c)

(d)

(38)

Gambar 3.2 (a) Sumbat Gabus dengan Konduktor (b) Sumbat Gabus dengan Konduktor yang Dibengkokkan (c) Sumbat Gabus dengan Aluminium Foil (d) Tabung

Uji

Penempatan lembar aluminium foil bertujuan untuk membuat distribusi arus pada larutan menjadi merata. Larutan yang nilai konduktivitasnya akan diukur kemudian dituang ke dalam tabung uji sampai penuh dan ditutup rapat dengan menggunakan sumbat karet. Selanjutnya tabung uji dirangkai seperti Gambar 3.1. Menurut rangkaian ini, nilai konduktivitas dari larutan tersebut adalah :



3.4

Dalam hal ini :



= konduktivitas larutan ( mS/cm ) I = arus yang melalui larutan ( mA ) V = tegangan DC dari batere ( V ) A = luas penampang (cm2)

= panjang tabung uji (cm)

III.4 Perhitungan Luas Permukaan Isolator

Untuk menghitung nilai ESDD, selain diperlukan nilai konduktivitas, juga diperlukan nilai dari luas permukaan isolator yang digunakan. Isolator yang digunakan

(39)

dalam eksperimen adalah isolator keramik tipe post seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Isolator Post

Luas permukaan isolator post dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.5.

3.5

Dalam hal ini :

S = Luas permukaan isolator (cm2)

d1 = Diameter luar isolator (cm)

d2 = Diameter dalam isolator (cm)

l = Panjang permukaan isolator (cm)

Isolator post yang digunakan dalam eksperimen memiliki diameter luar 15,76 cm, diameter dalam 7,8 cm dan panjang permukaan 26,5 cm. Dari Persamaan 3.5 diperoleh luas permukaan dari isolator yang digunakan adalah 980.71 cm2.

(40)

III.5 Proses Pembuatan Polusi pada Isolator

Eksperimen dimulai dengan membuat isolator uji terpolusi dengan bobot tertentu sesuai dengan pembobotan yang diatur pada IEC 815. Larutan polutan dibuat dengan menggunakan kaolin, air dan garam. Pada Gambar 3.4 ditunjukkan kaolin bubuk yang digunakan dalam percobaan. Kaolin sebanyak 40 gram dicampur dengan aquadest

sebanyak 6 liter. Kaolin pada larutan bertujuan untuk menempelkan polutan pada permukaan isolator. Campuran kaolin dan aquadest akan membentuk bubur.

Gambar 3.4 Kaolin Bubuk

Garam dengan berat tertentu kemudian akan ditambahkan ke dalam larutan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.5.

(41)

Gambar 3.5 Larutan Polutan

Isolator dicelupkan ke dalam larutan polutan dan dibiarkan selama 5 menit. Setelah larutan polutan menempel pada permukaan isolator, isolator diangkat dan dikeringkan selama 24 jam dalam suatu ruangan yang ditutupi oleh plastik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6.

(42)

Untuk mengetahui bobot polutan yang menempel pada isolator dilakukan pengukuran dengan metode ESDD seperti yang telah dijelaskan pada Sub-bab III.2. Setelah nilai ESDD dari larutan polutan diketahui, maka ditentukan bobot dari polutan isolator. Bila nilai ESDD belum memenuhi salah satu kategori bobot polusi menurut IEC 815, maka diulangi pencampuran dengan mengurangi bobot garam yang ditambahkan. Bila sudah memenuhi, maka ditambahkan garam untuk tingkat polusi berikutnya.

III.6 Proses Pelembaban Udara di Sekitar Isolator

Setelah proses pencemaran isolator selesai, proses selanjutnya adalah proses pelembaban udara di sekitar isolator. Proses pelembaban udara akan dilakukan dalam suatu wadah kaca yang telah dirancang khusus untuk percobaan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7. Ukuran wadah kaca yang digunakan adalah 60cm x 60 cm x 80 cm.

Gambar 3.7 Wadah Kaca dengan Konduktor

Pipa Uap _{Wadah kaca}

(43)

. Wadah ini dilengkapi dengan terminal tegangan tinggi dan terminal pembumian. Terminal tegangan tinggi dibuat dari suatu batang konduktor yang ujungnya dibengkokkan untuk menghindari medan yang tinggi pada ujung konduktor. Konduktor dilewatkan melalui suatu lubang kecil dengan diameter 6 mm pada bagian atas wadah kaca. Konduktor yang digunakan harus berdiameter 6 mm. Apabila diameternya lebih kecil dari 6 mm, maka akan menimbulkan korona antara konduktor dengan kaca. Terminal pembumian menyatu dengan konduktor pada isolator post yang digunakan. Terminal pembumian diapit dengan menggunakan 2 meja yang digunakan untuk menopang wadah kaca. Wadah juga dilengkapi dengan pipa PVC uap yang dihubungkan dengan keran uap yang digunakan untuk mengatur uap air yang masuk ke dalam wadah kaca.

Isolator yang telah dicemari dan dikeringkan kemudian dimasukkan ke dalam wadah kaca seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Isolator Uji dalam Wadah Kaca

(44)

Uap air dihasilkan melalui air yang dididihkan dengan menggunakan ketel listrik. Uap kemudian dimasukkan ke dalam wadah kaca melalui selang plastik menuju ke pipa uap yang dihubungkan dengan keran dan dipasang pada wadah kaca seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.9 (a) dan (b).

(a)

(b)

Gambar 3.9 (a) Penghasil Uap (b) Penghubung Ketel Listrik dengan Wadah Kaca

Ketel Listrik Selang Plastik

Selang Plastik Pipa Uap Keran

(45)

Setelah uap air masuk ke dalam wadah kaca, diperhatikan alat ukur kelembaban yang terpasang pada wadah kaca. Apabila nilai kelembaban sudah mencapai tingkat yang diinginkan maka keran yang terpasang pada pipa uap ditutup.

III.7 Peralatan Ukur

Alat-alat ukur yang digunakan dalam pengujian adalah :  Termometer.

 Neraca.

 Barometer / Humidity meter.  Trafo Uji.

 Voltmeter.

1. Termometer.

Termometer digunakan untuk mengukur suhu yang diperlukan dalam proses perhitungan ESDD. Pada Gambar 3.10 ditunjukkan termometer yang digunakan dalam pengujian.

Gambar 3.10 Termometer Spesifikasi dari termometer adalah sebagai berikut :  Merek : lokal.

(46)

2. Neraca.

Neraca digunakan untuk mengukur bobot dari garam dan kaolin yang akan digunakan pada saat proses pencemaran isolator. Pada Gambar 3.11 ditunjukkan neraca yang digunakan.

Gambar 3.11 Neraca

Spesifikasi dari neraca adalah sebagai berikut :  Merek Ohaus.

 Berat Maksimum : 310 gram. 3. Barometer/ Humiditymeter Digital.

Barometer/ Humidity meter adalah suatu alat ukur yang dapat mengukur beberapa parameter , di antaranya suhu, tekanan dan kelembaban udara. Dalam percobaan ini yang digunakan adalah pengukur kelembaban ( humidity meter ).

Humidity meter digunakan untuk mengukur kelembaban udara di dalam wadah kaca. Pada Gambar 3.12 ditunjukkan Barometer/ Humidity meter yang digunakan.

(47)

Gambar 3.12 Barometer/ Humidity meter

Spesifikasi dari Barometer/ Humidity meter adalah sebagai berikut :

 Merek Lutron PHB 318.

 Range tekanan yang dapat diukur yaitu 10 – 1100 hPa ( hPa, mmHg dan inHg ).

 Range kelembaban yang dapat diukur yaitu 10% - 110% RH (%RH dan dew).

4. Trafo uji.

(48)

(a) (b) Gambar 3.13 (a) Trafo Uji (b) Autotrafo

Pada autotrafo terdapat alat ukur arus dan tegangan yang berfungsi untuk membaca tegangan yang dikeluarkan oleh trafo uji. Pada autotrafo disediakan juga terminal untuk alat ukur eksternal. Spesifikasi dari trafo uji :

 Merek Keihin Densokki.

 Tegangan primer dan tegangan sekunder 220 V/100 kV.  Kapasitas 10 KVA.

 Frekuensi 50 Hz. 5. Voltmeter.

Telah dijelaskan bahwa pada autotrafo disediakan terminal untuk alat ukur eksternal. Agar pengukuran lebih akurat, maka digunakan voltmeter eksternal. Selain itu, voltmeter juga digunakan dalam pengukuran arus bocor. Voltmeter dihubungkan pada tahanan yang dipasang pada kabel pembumian. Spesifikasi dari voltmeter adalah sebagai berikut :

(49)

 Range tegangan yang dapat diukur yaitu 0.2 V – 1000 V AC dan 0.2 V – 750 V DC.

 Kelas ketelitian adalah 0.5 untuk tegangan AC dan 0.8 untuk tegangan DC. Pada Gambar 3.14 ditunjukkan voltmeter.

Gambar 3.14 Voltmeter

III.8 Pengukuran Arus Bocor pada Isolator

Dalam eksperimen ini, akan diukur besar arus bocor yang mengalir melalui

permukaan isolator. Arus bocor yang akan diukur berada dalam kisaran A ( mikroampere ) sehingga pengukuran dengan menggunakan amperemeter praktis akan menghasilkan pembacaan yang tidak akurat. Oleh karena itu, untuk mengukur arus bocor, dalam eksperimen ini ditambahkan suatu rangkaian sederhana yang memanfaatkan hukum Ohm. Pada kabel pembumian rangkaian percobaan dipasang resistor dengan nilai yang telah diketahui, selanjutnya akan disebut sebagai resistor uji. Resistor uji kemudian dihubungkan pada voltmeter sehingga pada saat tegangan 20 kV diberikan, pada voltmeter akan terbaca nilai tegangan yang dialami oleh resistor. Dari nilai tegangan tersebut dapat diperoleh besar arus bocor yang mengalir melalui resistor uji dengan menggunakan Persamaan 3.6.

(50)

I = V / R 3.6

Dalam hal ini :

I = Arus bocor yang mengalir melalui isolator dan resistor (Ampere).

V = Tegangan yang terbaca pada voltmeter (Volt).

R = Resistor Uji ( Ohm ).

Rangkaian pengukuran arus bocor pada permukaan isolator ditunjukkan pada Gambar 3.15.

S1 S2

V1 TU

V2 R

Keterangan : TU = Trafo Uji, AT = Auto Trafo, S1 = Saklar Utama, S2 = Saklar Sekunder, V1 = Voltmeter Internal, V2 = Voltmeter eksternal, R = Resistor Uji.

(51)

Untuk keadaan isolator bersih dan bobot polutan isolator rendah, digunakan

resistor uji yang bernilai 1 M. Untuk bobot polutan sedang dan berat, digunakan resistor uji dengan nilai 100 K.

Prosedur yang dilakukan pada eksperimen ini adalah :

1. Isolator bersih dimasukkan ke dalam wadah kaca, kemudian masukkan uap air ke dalam wadah kaca sampai mencapai tingkat kelembaban mencapai 80 %RH. Keran yang berada pada pipa uap ditutup agar uap tidak terus mengalir ke dalam wadah.

2. Dinaikkan tegangan sekunder trafo uji sampai 20 kV. Dibaca dan dicatat nilai tegangan pada voltmeter eksternal.

3. Dengan prosedur yang sama, percobaan dilakukan sampai 10 kali.

4. Selanjutnya, tingkat kelembaban dalam wadah kaca dinaikkan menjadi 82 % RH dengan membuka keran pada pipa uap. Eksperimen dilakukan seperti di atas sampai tingkat kelembaban 100 %RH.

5. Prosedur di atas dilakukan terhadap masing-masing isolator yang terpolusi dengan bobot rendah, sedang dan berat.

III.9 Hasil Pengujian

Hasil eksperimen terdiri dari :

 Tentang pengukuran konduktivitas yang akan digunakan untuk menentukan bobot polusi. Hasil pengukuran ini diberikan pada Lampiran A.

(52)

1. Pengukuran arus bocor pada keadaan isolator bersih. 2. Pengukuran arus bocor pada bobot polusi ringan. 3. Pengukuran arus bocor pada bobot polusi sedang. 4. Pengukuran arus bocor pada bobot polusi berat. Hasil dari pengukuran di atas diberikan pada Lampiran B.

(53)

BAB IV

ANALISIS DATA

Dalam bab ini akan dijelaskan tentang perhitungan ESDD untuk menentukan bobot polusi isolator; pengolahan data hasil pengukuran arus bocor; dan perhitungan rugi-rugi akibat arus bocor pada berbagai tingkat kelembaban udara.

IV.1 Perhitungan ESDD

Pada Lampiran A ditunjukkan hasil pengukuran konduktivitas larutan pencuci dan larutan pencuci yang telah terpolusi pada suhu sembarang. Konduktivitas harus

dikonversikan ke konduktivitas pada suhu 20 C dengan menggunakan Persamaan 3.1. Hasil yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 4.1, kolom 2 dan 3. Data ini digunakan untuk menghitung salinitas dengan menggunakan Persamaan 3.2, hasil yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 4.1, kolom 4 dan 5. Data salinitas ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai ESDD dari polutan yang menempel pada isolator dengan menggunakan Persamaan 3.3. Hasil yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 4.1, kolom 6.

(54)

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Konduktivitas, Salinitas dan ESDD

Larutan pencuci ke-n

(1)



20 1 (S/m) (2)



20 2 (S/m) (3)

D1 (mg/cm3)

(4)

D2 (mg/cm3)

(5)

ESDD (mg/cm2)

(6)

1 0 0 0 0 0

2 8.6 x 10-3 0.0154 0.045 0.082 0.0370

3 8.85 x 10-3 0.0221 0.046 0.118 0.0734

4 7.3 x 10-3 0.0462 0.038 0.253 0.2190

Dengan membandingkan hasil ESDD yang diperoleh pada Tabel 4.1 dengan Tabel 3.2, diperoleh bahwa bobot dari polutan yang menempel pada isolator adalah seperti ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Kategori Bobot Polutan Isolator

Isolator Uji ke-n Bobot Polutan

1 Bersih

2 Ringan

3 Sedang

(55)

IV.2 Pengolahan Data Hasil Pengukuran Arus Bocor

Pada Lampiran B ditunjukkan hasil pengukuran arus bocor pada tingkat kelembaban tertentu untuk 4 tingkat bobot polusi, yaitu bersih, ringan, sedang dan berat; yaitu dengan mengambil harga rata-rata arus bocor dari 10 percobaan.

1. Keadaan Isolator Bersih

Pada Tabel 4.3 ditunjukkan nilai rata-rata arus bocor isolator bersih untuk berbagai tingkat kelembaban.

Tabel 4.3 Arus Bocor Isolator Bersih untuk Berbagai Tingkat

Kelembaban

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

79.5 0.0703

80.0 0.07101

81.0 0.0720

81.2 0.0732

82.0 0.0738

82.9 0.0740

83.0 0.0744

83.5 0.0745

84.0 0.0749

84.3 0.0774

85.0 0.0817

85.7 0.0819

86.0 0.0823

86.5 0.0825

87.0 0.0833

87.4 0.0847

88.0 0.0852

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

90.0 0.0883 90.2 0.0892 91.0 0.0897 91.3 0.0900 92.0 0.0908 92.6 0.0914 93.0 0.0917 93.9 0.0921 94.0 0.0929 94.6 0.0930 95.0 0.0934 95.5 0.0936 96.0 0.0942 97.3 0.0964 98.0 0.0993 98.5 0.0999 99.0 0.1003

(56)

88.7 0.0863

89.0 0.0867

89.9 0.0874

100.0 0.1016 100.8 0.1036

Berdasarkan data pada Tabel 4.3, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara arus bocor dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.1 Arus Bocor Isolator Bersih pada Berbagai Tingkat Kelembaban Udara

Pada Gambar 4.1 ditunjukkan kurva yang menyatakan hubungan arus bocor dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang bersih. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar arus bocornya. Untuk keadaan isolator bersih, arus bocor terkecil yang diperoleh dalam percobaan adalah 0.07 mA pada tingkat kelembaban 79.5 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator bersih adalah 100.8 %RH dan arus bocor yang melalui isolator adalah 0.103 mA.

0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

Arus

(

)

(57)

2. Keadaan Isolator Terpolusi Ringan.

Pada Tabel 4.4 ditunjukkan nilai rata-rata arus bocor isolator terpolusi ringan untuk berbagai tingkat kelembaban.

Tabel 4.4 Arus Bocor Isolator Terpolusi Ringan untuk Berbagai

Tingkat Kelembaban

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

79.8 0.0934

80.0 0.0975

81.0 0.0995

81.2 0.1031

82.0 0.1121

82.6 0.1186

83.2 0.1207

83.7 0.1251

84.0 0.1289

84.8 0.1300

85.0 0.1323

85.3 0.1328

86.0 0.1376

86.3 0.1615

87.0 0.1688

87.6 0.1805

88.0 0.1857

88.7 0.1920

89.0 0.1971

89.2 0.1985

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

90.0 0.2036 90.7 0.2119 91.0 0.2123 91.8 0.2182 92.0 0.2234 92.9 0.2345 93.0 0.2416 93.2 0.2450 94.0 0.2960 94.3 0.3530 95.0 0.3593 96.0 0.3661 96.9 0.3736 97.2 0.3815 98.0 0.4789 98.7 0.4882 99.5 0.4981 100.0 0.5099 100.9 0.5230

(58)

Berdasarkan data pada Tabel 4.4, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara arus bocor dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.2 Arus Bocor Isolator Terpolusi Ringan pada Berbagai Tingkat Kelembaban Udara

Pada Gambar 4.2 ditunjukkan kurva hubungan arus bocor dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang terpolusi ringan. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar arus bocornya. Untuk keadaan isolator terpolusi ringan, arus bocor terkecil yang diperoleh dalam percobaan adalah 0.09 mA pada tingkat kelembaban 79.8 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator bersih adalah 100.9 %RH dan arus bocor yang melalui isolator adalah 0.523 mA.

3. Keadaan Isolator Terpolusi Sedang.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

Arus

)

(59)

Pada Tabel 4.5 ditunjukkan nilai rata-rata arus bocor isolator terpolusi sedang untuk berbagai tingkat kelembaban.

Tabel 4.5 Arus Bocor Isolator Terpolusi Sedang untuk Berbagai

Tingkat Kelembaban

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

79.5 _0.0932

80.0 _0.0983

80.2 _0.0990

81.1 _0.1038

82.0 _0.1120

82.6 _0.1256

83.0 _0.1302

83.7 _0.1344

84.0 _0.1385

84.8 _0.1402

85.0 _0.1468

85.5 _0.1522

86.0 _0.1595

86.7 _0.1712

87.0 _0.1862

87.5 _0.1920

88.0 _0.2350

88.7 _0.2422

89.0 _0.2636

89.6 _0.2750

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

90.0

0.3195 90.7

0.3298 91.0

0.3340 91.8

0.3411 92.0

0.3612

92.7 _0.3846

93.0 _0.3997

93.2 _0.4181

94.0 _0.4204

94.7 _0.4354

95.7 _0.4621

96.0 _0.4708

96.9 _0.5213

97.2 _0.5633

98.0 _0.5813

98.7 _0.6322

99.5 _0.7468

100.0 _0.9875 100.9 _1.1270

(60)

Berdasarkan data pada Tabel 4.5, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara arus bocor dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.3 Arus Bocor Isolator Terpolusi Sedang pada Berbagai Tingkat Kelembaban Udara

Pada Gambar 4.3 ditunjukkan kurva hubungan arus bocor dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang terpolusi sedang. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar arus bocornya. Untuk keadaan isolator terpolusi ringan, arus bocor terkecil yang diperoleh dalam percobaan adalah 0.093 mA pada tingkat kelembaban 79.5 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator bersih adalah 100.9 %RH dan arus bocor yang melalui isolator adalah 1.127 mA.

4. Keadaan Isolator Terpolusi Berat.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

Arus

(

)

(61)

Pada Tabel 4.6 ditunjukkan nilai rata-rata arus bocor isolator terpolusi berat untuk berbagai tingkat kelembaban.

Tabel 4.6 Arus Bocor Isolator Terpolusi Berat untuk Berbagai Tingkat

Kelembaban

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

79.4 _0.2494

80.0 _0.3014

80.5 _0.3403

81.0 _0.3882

82.0 _0.4082

82.5 _0.4769

83.0 _0.4935

83.4 _0.5176

84.0 _0.5360

84.6 _0.5485

85.0 _0.569

85.7 _0.5847

86.0 _0.6564

86.9 _0.6883

87.0 _0.6912

87.4 _0.7378

88.0 _0.7847

88.5 _0.8853

89.0 _0.9174

89.8 _1.0500

Tingkat Kelembaban (

%RH )

Arus Bocor ( mA)

90.0 _1.0690 90.7 _1.0960 91.0 _1.1820 91.6 _1.2550 92.0 _1.3170 92.8 _1.3790 93.0 _1.4270 93.6 _1.5680 94.0 _1.6900 94.7 _1.7750 95.6 _1.9340 96.0 _2.0340 96.4 _2.1440 97.2 _2.3320 98.0 _3.0450 98.7 _3.3850 99.8 _3.9010 100.0 _4.1830 100.9 _4.9130

(62)

Berdasarkan data pada Tabel 4.6, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara arus bocor dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.4 Arus Bocor Isolator Terpolusi Berat pada Berbagai Tingkat Kelembaban Udara

Pada Gambar 4.4 ditunjukkan kurva hubungan arus bocor dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang terpolusi sedang. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar arus bocornya. Untuk keadaan isolator terpolusi ringan, arus bocor terkecil yang diperoleh dalam percobaan adalah 0.25 mA pada tingkat kelembaban 79.4 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator bersih adalah 100.9 %RH dan arus bocor yang melalui isolator adalah 4.91 mA.

Berdasarkan data pada Tabel 4.3, 4.4, 4.5 dan 4.6 dibentuk suatu kurva yang menunjukkan perbandingan arus bocor isolator untuk berbagai tingkat kelembaban pada

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

(63)

keadaan bersih, terpolusi ringan, terpolusi sedang dan terpolusi berat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Perbandingan Arus Bocor pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Garis berwarna ungu pada kurva menunjukkan kurva arus bocor dari isolator yang terpolusi berat. Garis berwarna hijau menunjukkan kurva arus bocor dari isolator yang terpolusi sedang. Garis berwarna merah menunjukkan kurva arus bocor dari isolator yang terpolusi ringan. Garis berwarna biru menunjukkan kurva arus bocor dari isooator yang terpolusi bersih. Dari kurva terlihat bahwa nilai arus bocor berbanding

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

Arus

)

Tingkat Kelembaban (% RH)

Isolator Bersih

Isolator terpolusi ringan isolator terpolusi sedang isolator terpolusi berat

(64)

lurus dengan tingkat kelembaban udara. Semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin tinggi arus bocor yang mengalir melalui permukaan isolator. Dari kurva juga terlihat bahwa pada tingkat kelembaban udara yang sama, besar arus bocor untuk masing-masing tingkat polusi memiliki nilai berbeda. Besar arus bocor pada keadaan isolator bersih lebih kecil dibandingkan dengan isolator terpolusi ringan, sedang dan berat.

IV.3 Perhitungan Rugi-Rugi Daya

Pada subbab ini akan dijelaskan mengenai perhitungan rugi-rugi daya akibat arus bocor yang mengalir melalui permukaan isolator. Nilai rugi-rugi diperoleh dengan memasukkan nilai arus bocor yang diperoleh pada Tabel 4.3, 4.4, 4.5, dan 4.6 pada Persamaan 2.7. Untuk menghitung nilai rugi-rugi total pada suatu saluran udara, maka kuadrat nilai arus bocor yang diperoleh dikalikan dengan banyaknya isolator yang terpasang pada saluran, sehingga Persamaan 2.7 menjadi :

P = n.I2 . ( Rek/2 + Rie)

4.1 Di mana :

P = Rugi-rugi daya saluran udara

n = Jumlah isolator dalam suatu saluran udara

I = Arus bocor yang melalui suatu isolator

Rek = Tahanan seluruhkawat per fasa

(65)

Dengan menganggap nilai Rek, Rie dan n adalah sama untuk seluruh keadaan, maka diperoleh :



~

4.2

Dari Persamaan 4.2 diperoleh akan nilai rugi-rugi daya akibat arus bocor isolator pada berbagai tingkat kelembaban. Hasil perhitungan yang diperoleh adalah :

1. Keadaan Isolator Bersih.

Pada Tabel 4.7 ditunjukkan hasil perhitungan kenaikan rugi-rugi daya akibat arus bocor isolator pada keadaan bersih.

Tabel 4.7 Rugi-Rugi Daya Isolator Bersih untuk Berbagai Tingkat Kelembaban

Tingkat Kelembaban ( %RH )

 ~ I2 ( watt )

79.5 0.004942 80.0 0.005042 81.0 0.005184 81.2 0.005358 82.0 0.005446 82.9 0.005476 83.0 0.005535 83.5 0.005550 84.0 0.005610 84.3 0.005991 85.0 0.006675 85.7 0.006708 86.0 0.006773

Tingkat Kelembaban ( %RH )

 ~ I2 ( watt )

90.0 0.007797

90.2 0.007957

91.0 0.008046

91.3 0.008100

92.0 0.008245

92.6 0.008354

93.0 0.008409

93.9 0.008482

94.0 0.008630

94.6 0.008649

95.0 0.008724

95.5 0.008761

(66)

86.5 0.006806 87.0 0.006939 87.4 0.007174 88.0 0.007259 88.7 0.007448 89.0 0.007517 89.9 0.007639

97.3 0.009293

98.0 0.009860

98.5 0.009980

99.0 0.010060

100.0 0.010323 100.8 0.010733

Berdasarkan data pada Tabel 4.7, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.6 Rugi-Rugi Daya Isolator Bersih pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Pada Gambar 4.6 ditunjukkan kurva hubungan rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang bersih. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar rugi-rugi yang ditimbulkan. Untuk keadaan isolator bersih, rugi-rugi daya terkecil yang diperoleh dari perhitungan adalah 0.005 watt pada tingkat

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

ugi

-R

ugi

aya

( w

)

(67)

kelembaban 79.5 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator bersih adalah 100.8 %RH dan rugi-rugi daya yang ditimbulkan adalah 0.0107 watt.

2. Keadaan Isolator Terpolusi Ringan.

Pada Tabel 4.8 ditunjukkan hasil perhitungan kenaikan rugi-rugi daya akibat arus bocor isolator pada keadaan terpolusi ringan.

Tabel 4.8 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Ringan untuk Berbagai Tingkat Kelembaban

Tingkat Kelembaban ( %RH )

 ~ I2 ( watt )

79.8 0.008724 80.0 0.009506 81.0 0.009900 81.2 0.010630 82.0 0.012566 82.6 0.014066 83.2 0.014568 83.7 0.015650 84.0 0.016615 84.8 0.016900 85.0 0.017503 85.3 0.017636 86.0 0.018934 86.3 0.026082 87.0 0.028493 87.6 0.032580 88.0 0.034484 88.7 0.036864

Tingkat Kelembaban ( %RH )

 ~ I2 ( watt )

90.0 0.041453 90.7 0.044902 91.0 0.045071 91.8 0.047611 92.0 0.049908 92.9 0.054990 93.0 0.058371 93.2 0.060025 94.0 0.087616 94.3 0.124609 95.0 0.129096 96.0 0.134029 96.9 0.139577 97.2 0.145542 98.0 0.229345 98.7 0.238339 99.5 0.248104 100.0 0.259998

(68)

89.0 0.038848 89.2 0.039402

100.9 0.273529

Berdasarkan data pada Tabel 4.8, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.7 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Ringan pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Pada Gambar 4.7 ditunjukkan kurva hubungan rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang terpolusi ringan. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar rugi yang ditimbulkan. Untuk keadaan ini, rugi-rugi daya terkecil yang diperoleh dari perhitungan adalah 0.009 watt pada tingkat kelembaban 79.8 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator terpolusi ringan adalah 100.9 %RH dan rugi-rugi daya yang ditimbulkan adalah 0.274 watt.

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

ugi

-R

ugi

aya

( w

)

(69)

3. Keadaan Isolator Terpolusi Sedang.

Pada Tabel 4.9 ditunjukkan hasil perhitungan kenaikan rugi-rugi daya akibat arus bocor isolator pada keadaan terpolusi sedang.

Tabel 4.9 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Sedang untuk Berbagai Tingkat Kelembaban

Tingkat Kelembaban ( %RH )

 ~ I2 ( watt )

79.5 0.008686 80.0 0.009663 80.2 0.009801 81.1 0.010774 82.0 0.012544 82.6 0.015775 83.0 0.016952 83.7 0.018063 84.0 0.019182 84.8 0.019656 85.0 0.021550 85.5 0.023165 86.0 0.025440 86.7 0.029309 87.0 0.034670 87.5 0.036864 88.0 0.055225 88.7 0.058661 89.0 0.069485 89.6 0.075625

Tingkat Kelembaban ( %RH )

 ~ I2 ( watt )

90.0 0.102080 90.7 0.108768 91.0 0.111556 91.8 0.116349 92.0 0.130465 92.7 0.147917 93.0 0.159760 93.2 0.174808 94.0 0.176736 94.7 0.189573 95.7 0.213536 96.0 0.221653 96.9 0.271754 97.2 0.317307 98.0 0.337910 98.7 0.399677 99.5 0.557710 100.0 0.975156 100.9 1.270129

(70)

Berdasarkan data pada Tabel 4.9, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.8 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Sedang pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Pada Gambar 4.8 ditunjukkan kurva hubungan rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang terpolusi sedang. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar rugi yang ditimbulkan. Untuk keadaan ini, rugi-rugi daya terkecil yang diperoleh dari perhitungan adalah 0.009 watt pada tingkat kelembaban 79.5 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator terpolusi sedang adalah 100.9 %RH dan rugi-rugi daya yang ditimbulkan adalah 1.270 watt.

4. Keadaan Isolator Terpolusi Berat.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

ugi

-R

ugi

aya

( w

)

(71)

Pada Tabel 4.10 ditunjukkan hasil perhitungan kenaikan rugi-rugi daya akibat arus bocor isolator pada keadaan terpolusi berat.

Tabel 4.10 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Berat untuk Berbagai Tingkat Kelembaban Tingkat Kelembaban (

%RH )

 ~ I2 ( watt )

79.4 0.062200 80.0 0.090842 80.5 0.115804 81.0 0.150699 82.0 0.166627 82.5 0.227434 83.0 0.243542 83.4 0.267910 84.0 0.287296 84.6 0.300852 85.0 0.323761 85.7 0.341874 86.0 0.430861 86.9 0.473757 87.0 0.477757 87.4 0.544349 88.0 0.615754 88.5 0.783756 89.0 0.841623 89.8 1.102500

Tingkat Kelembaban ( %RH )

 ~ I2 ( watt )

90.0 1.142761

90.7 1.201216

91.0 1.397124

91.6 1.575025

92.0 1.734489

92.8 1.901641

93.0 2.036329

93.6 2.458624

94.0 2.856100

94.7 3.150625

95.6 3.740356

96.0 4.137156

96.4 4.596736

97.2 5.438224

98.0 9.272025

98.7 11.45823

99.8 15.21780

100.0 17.49749 100.9 24.13757

(72)

Berdasarkan data pada Tabel 4.10, dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban.

Gambar 4.9 Rugi-Rugi Daya Isolator Terpolusi Berat pada Berbagai Tingkat Kelembaban

Pada Gambar 4.9 ditunjukkan kurva hubungan rugi-rugi daya dengan tingkat kelembaban udara untuk isolator yang terpolusi berat. Terlihat bahwa semakin tinggi tingkat kelembaban, semakin besar rugi yang ditimbulkan. Untuk keadaan ini, rugi-rugi daya terkecil yang diperoleh dari perhitungan adalah 0.063 watt pada tingkat kelembaban 79.4 %RH. Tingkat kelembaban udara tertinggi untuk percobaan isolator terpolusi sedang adalah 100.9 %RH dan rugi-rugi daya yang ditimbulkan adalah 24.14 watt.

Berdasarkan data pada Tabel 4.7, 4.8, 4.9 dan 4.10 dibentuk suatu kurva perbandingan rugi-rugi daya untuk berbagai tingkat kelembaban pada keadaan bersih,

0 5 10 15 20 25 30

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

ugi

-R

ugi

aya

( w

)

(73)

terpolusi ringan, terpolusi sedang dan terpolusi berat yang ditunjukkan pada Gambar 4.10.

(74)

Gambar 4.10 Perbandingan Rugi-Rugi Daya pada Berbagai Tingkat Kelembaban

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5 20 20.5 21 21.5 22 22.5 23 23.5 24 24.5 25

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

i-R

(

wat

)

Tingkat Kelembaban Udara ( %RH ) isolator bersih

Isolator terpolusi ringan

Isolator terpolusi sedang

Isolator terpolusi berat

(75)

Garis berwarna ungu pada kurva menunjukkan kurva rugi-rugi daya dari isolator yang terpolusi berat. Garis berwarna hijau menunjukkan kurva rugi-rugi daya dari isolator yang terpolusi sedang. Garis berwarna merah menunjukkan kurva rugi-rugi daya dari isolator yang terpolusi ringan. Garis berwarna biru menunjukkan kurva rugi-rugi daya dari isooator yang terpolusi bersih.

Pada kurva terlihat bahwa rugi-rugi daya berbanding lurus dengan tingkat kelembaban. Semakin tinggi tingkat kelembaban, rugi-rugi daya yang ditimbulkan juga semakin tinggi. Dari kurva juga terlihat bahwa, apabila dibandingkan dengan rugi-rugi daya isolator bersih, kenaikan rugi-rugi daya untuk tingkat polusi ringan dan sedang jauh lebih kecil dibandingkan dengan kenaikan rugi-rugi daya pada keadaan isolator terpolusi berat. Selain itu, terlihat bahwa pada range kelembaban 96 %RH sampai 98 %RH terjadi peningkatan rugi-rugi daya ekstrim pada isolator terpolusi berat.

Dari Gambar 4.10 dapat dilihat bahwa besar rugi-rugi daya akibat arus bocor pada saat isolator terpolusi berat bernilai sangat besar bila dibandingkan dengan keadaan isolator bersih. Nilai rugi-rugi daya semakin tinggi pada tingkat kelembaban yang tinggi. Pada musim hujan, sering terjadi hujan ringan yang menyebabkan isolator menjadi lembab dan basah. Oleh karena itu, bila isolator keramik yang digunakan pada saluran hantaran udara sama dengan isolator yang digunakan dalam eksperimen, maka disarankan untuk dilakukan pencucian isolator pada saat isolator telah terpolusi berat dan ditingkatkan intensitasnya pada musim hujan.

(76)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

1. Untuk tingkat kelembaban yang sama, semakin berat bobot polusi isolator, semakin besar arus bocor yang melalui isolator.

2. Untuk keadaan isolator bersih, pada tingkat kelembaban 79.5 %RH, arus bocor minimum yang diperoleh adalah 0.07 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah

0.004942 watt sedangkan untuk kelembaban 100.8 %RH arus bocor maksimum yang diperoleh adalah 0.103 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah 0.010733 watt.

3. Untuk keadaan isolator terpolusi ringan, pada tingkat kelembaban 79.8 %RH, arus bocor minimum yang diperoleh adalah 0.09 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah

0.008724 watt sedangkan untuk kelembaban 100.9 %RH arus bocor maksimum yang diperoleh adalah 0.523 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah 0.273529 watt. 4. Untuk keadaan isolator sedang, pada tingkat kelembaban 79.5 %RH, arus bocor

minimum yang diperoleh adalah 0.07 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah

0.008686 watt sedangkan untuk kelembaban 100.9 %RH arus bocor maksimum yang diperoleh adalah 1.127 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah 1.270129 watt.

5. Untuk keadaan isolator berat, pada tingkat kelembaban 79.4 %RH, arus bocor minimum yang diperoleh adalah 0.249 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah

(77)

0.062200 watt sedangkan untuk kelembaban 100.9 %RH arus bocor maksimum yang diperoleh adalah 4.913 mA dan kenaikan rugi-rugi daya adalah 24.13757 watt.

V.2 Saran

Penelitian selanjutnya disarankan untuk kondisi sebagai berikut :

1. Besar kapasitansi diperhitungkan.

(78)

DAFTAR PUSTAKA

1. Berahim, Hamzah. 2002. Jurnal Teknik Tegangan Tinggi Indonesia. Volume 4. Bandung : Forum Studi Teknik Tegangan Tinggi Antar Universitas.

2. Dieter, K. & K. Hermann. 1989. High- Voltage Insulation Technology.

Germany : Friedr.vieweg & Shon, Braunschweig.

3. Giriantari, L.A.D & T.R. Blackburn. 2001. Surface Discharge Characteristic Of Silicone Rubber Surge Arrester Housings With High Humidity And Pollution. Bandung : FOSTU.

4. Kuffel, E. DKK. 2000. High Voltage Engineering Fundamentals. Oxford : Butterworth-Heinemann.

5. Looms, J.S.T. 1988. Insulator for High Voltage. London : Peter Peregrinus. 6. Tanesab, J.A. DKK. 2002. Pengaruh Polutan Industri Terhadap Kinerja

Isolator Keramik. Jogjakarta : Gedung Pasca Sarjana UGM.

7. Tobing, Bonggas L. 2003. Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi . Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

8. Tobing, Bonggas L. 2003. Peralatan Tegangan Tinggi . Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

(79)

LAMPIRAN A

PENGUKURAN KONDUKTIVITAS DAN SUHU

Data hasil pengukuran konduktivitas dan suhu untuk larutan pencuci dan larutan pencuci terpolusi ditunjukkan pada Tabel A.1

Tabel A.1 Data Konduktivitas dan Suhu

Larutan pencuci ke-n



1 (mS/cm)

1 (C)



2 (mS/cm)

2

(C) b

1 0 27 0 27 0

2 0.0945 27.5 0.169 27.5 0.011998

3 0.103 27 0.257 27 0.020166

4 0.0865 28 0.481 28 0.019794

(1)

0.361 3

94.0

0.420 3 0.420

4 0.420

5 0.420

4 0.420

3 0.420

5 0.420

3 0.420

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

94.0

0.420 5 0.420

96.9

0.521 3 0.521

4 0.521

3 0.521

4 0.521

3 0.521

2 0.521

3 0.521

4 0.521

99.8

0.746 7 0.746

8 0.746

9 0.746

0.384 6

94.3

0.435 3 0.435

4 0.435

5 0.435

4 0.435

3 0.435

5 0.435

3 0.435

4 0.435

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

94.3 0.435 4

97.2

0.563 4 0.563

3 0.563

4 0.563

2 0.563

4 0.563

3 0.563

4 0.563

2 0.563

100.0

0.987 0 0.988

0 0.989

0 0.987

0.399 9

95.7

0.462 1 0.462

2 0.462

0 0.462

2 0.462

1 0.462

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

95.7 0.462 2

98.0

0.581 3 0.581

4 0.581

3 0.581

2 0.581

4 0.581

3 0.581

2 0.581

3 0.581

100.9

1.120 0 1.120

0 1.130

0 1.140

0.418 0

96.0

0.470 7 0.470

8 0.470

9 0.470

8 0.470

9 0.470

8 0.470

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

96.0 0.470 9

98.7

0.632 1 0.632

2 0.632

3 0.632

2 0.632

1 0.632

3 0.632

1 0.632

2 0.632

(2)

0.746 9 0.746

8 0.746

7 0.746

8 0.746

9 0.746

0.987 0 0.987

0 0.988

0 0.987

1.120 0 1.130

0 1.120

0 1.130

0 1.140



Keadaan Isolator Terpolusi Berat.

Data hasil pengukuran arus bocor untuk masing-masing tingkat kelembaban

untuk keadaan isolator terpolusi berat ditunjukkan pada Tabel B.4 dan Tabel

B.5.

Tabel B.4 Besar Arus Bocor untuk Masing-Masing Tingkat Kelembaban

pada Tingkat Polusi Berat Pertama

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

79.4

0.245 0 0.247

0 0.253

0 0.246

0 0.253

0 0.252

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

80.0

0.291 0 0.293

0 0.310

0 0.305

0 0.295

0 0.307

0 0.308

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

80.5

0.343 0 0.338

0 0.339

0 0.345

0 0.342

0 0.337

0 0.336

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

81.0

0.386 0 0.391

0 0.393

0 0.384

0 0.387

0 0.392

0 0.390

(3)

0.246 0 0.247

0 0.253

82.0

0.410 0 0.411

0 0.410

0 0.399

0 0.412

0 0.410

0 0.411

0 0.399

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

82.0 0.411 0

84.0

0.534 0 0.536

0 0.532

0 0.534

0 0.537

0 0.538

0 0.540

0 0.535

0 0.536

0 0.538

0 86.0

0.651 0 0.652

0.299 0 0.298

0 0.308

82.5

0.471 0 0.482

0 0.469

0 0.478

0 0.481

0 0.480

0 0.479

0 0.480

0 0.470

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

82.5 0.479 0

84.6

0.548 0 0.549

0 0.551

0 0.545

0 0.546

0 0.552

0 0.548

0 0.550

0 0.548

0 86.7

0.685 0 0.686

0.340 0 0.341

0 0.342

83.0

0.498 0 0.496

0 0.489

0 0.492

0 0.496

0 0.497

0 0.492

0 0.489

0 0.495

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

83.0 0.491 0

85.0

0.568 0 0.567

0 0.569

0 0.571

0 0.570

0 0.568

0 0.569

0 0.570

0 0.567

0 0.571

0 87.0

0.691 0 0.692

0.387 0 0.384

0 0.391

83.4

0.512 0 0.516

0 0.519

0 0.521

0 0.520

0 0.517

0 0.521

0 0.516

0 0.515

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

83.4 0.519 0

85.7

0.583 0 0.582

0 0.583

0 0.590

0 0.584

0 0.585

0 0.589

0 0.584

0 0.583

0 0.584

0 87.4

0.734 0 0.735

(4)

0.653 0 0.661

0 0.657

0 0.659

0 0.657

0 0.658

0 0.655

0 0.661

88.0

0.783 0 0.784

0 0.785

0 0.783

0 0.785

0 0.790

0 0.784

0 0.785

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

88 0.784 0

90.0

1.060 0 1.070

0 1.080

0 1.070

0 1.060

0 1.080

0 1.060

0.691 0 0.687

0 0.689

0 0.692

0 0.685

0 0.687

0 0.693

0 0.688

88.5

0.886 0 0.883

0 0.886

0 0.889

0 0.887

0 0.886

0 0.883

0 0.885

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

88.5 0.885 0

90.7

1.090 0 1.100

0 1.110

0 1.080

0 1.090

0 1.110

0 1.080

0.691 0 0.689

0 0.693

0 0.692

0 0.689

0 0.693

0 0.689

89.0

0.915 0 0.917

0 0.917

0 0.918

0 0,920

0 0.919

0 0.916

0 0.918

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

89.0 0.919 0

91.0

1.170 0 1.180

0 1.190

0 1.200

0 1.190

0 1.170

0 1.180

0.736 0 0.740

0 0.738

0 0.741

0 0.737

0 0.739

0 0.738

0 0.740

89.8

1.040 0 1.050

0 1.060

0 1.050

0 1.060

0 1.070

0 1.040

0 1.050

0 1.030

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

89.8 1.050 0

91.6

1.240 0 1.250

0 1.260

0 1.250

0 1.270

0 1.240

(5)

1.070 0 1.060

0 1.080

92.0

1.330 0 1.310

0 1.320

0 1.300

0 1.340

0 1.310

0 1.320

0 1.330

0 1.300

0 1.310

94.0

1.670 0 1.680

0 1.690

0 1.700

0 1.710

0 1.690

0 1.680

0 1.670

0 1.710

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

94.0 1.700 0 96.4

2.130 0 2.140

1.090 0 1.100

0 1.110

92.8

1.360 0 1.370

0 1.380

0 1.390

0 1.400

0 1.370

0 1.380

0 1.390

0 1.370

0 1.380

94.7

1.750 0 1.760

0 1.770

0 1.780

0 1.790

0 1.800

0 1.770

0 1.760

0 1.780

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

94.7 1.790 0 97.2

2.320 0 2.330

1.190 0 1.180

0 1.170

93.0

1.410 0 1.420

0 1.430

0 1.420

0 1.440

0 1.410

0 1.420

0 1.440

0 1.430

0 1.450

95.6

1.930 0 1.940

0 1.950

0 1.940

0 1.930

0 1.950

0 1.900

0 1.920

0 1.930

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

95.6 1.950 0 98.0

3.020 0 3.030

1.250 0 1.270

0 1.260

93.6

1.540 0 1.550

0 1.560

0 1.580

0 1.590

0 1.570

0 1.580

0 1.570

0 1.590

0 1.550

96.0

2.040 0 2.050

0 2.060

0 2.030

0 2.010

0 2.040

0 2.050

0 2.030

0 2.020

Tingkat Kelembab an ( %RH

)

Arus Boco

r ( mA)

96.0 2.010 0 98.7

3.370 0 3.380

(6)

2.150 0 2.130

0 2.120

0 2.150

0 2.140

0 2.160

0 2.170

0 2.150

99.8

3.890 0 3.900

0 3.870

0 3.910

0 3.920

0 3.880

0 3.930

0 3.920

0 3.900

0 3.890

2.340 0 2.350

0 2.320

0 2.310

0 2.340

0 2.350

0 2.340

0 2.320

100.0

4.170 0 4.180

0 4.190

0 4.150

0 4.200

0 4.190

0 4.170

0 4.210

0 4.190

0 4.180

3.050 0 3.060

0 3.070

0 3.060

0 3.050

0 3.040

0 3.020

100.5

4.890 0 4.900

0 4.910

0 4.920

0 4.880

0 4.900

0 4.910

0 4.930

0 4.950

0 4.940

3.390 0 3.400

0 3.360

0 3.370

0 3.390

0 3.380

0 3.400

0 3.410