4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pembangkitan Tegangan Tinggi Bolak Balik AC
Tegangan tinggi bolak balik AC diperlukan untuk pengujian ketahanan peralatan sistem tenaga listrik terhadap tegangan tinggi bolak balik. Disamping
untuk pengujian peralatan sistem tenaga listrik, tegangan tinggi bolak balik dibutuhkan juga untuk pengamatan sifat-sifat listrik bahan isolasi, antara lain untuk
mengukur rugi-rugi dielektrik, mendeteksi peluahan parsial atau korona, pengukuran permivitas dan pengukuran kekuatan dielektrik suatu bahan isolasi [2].
Sebagai sumber tegangan tinggi bolak balik biasanya menggunakan transformator satu fasa. Hal ini disebabkan karena pengujian biasanya dilakukan untuk setiap
fasa, dan setiap kali yang diuji hanyalah satu fasa. Cara ini akan memudahkan pengukuran dan pengamatan hasil pengukuran. Tegangan tinggi bolak-balik
diperoleh dari suatu trafo satu fasa dengan perbandingan belitan yang jauh lebih besar daripada trafo daya yang biasa disebut trafo uji [3].
AT TU
Gambar 2.1 Rangkain Pembangkit Tegangan Tinggi AC Pada Gambar 2.1 menunjukkan belitan primer trafo dihubungkan ke
sumber tegangan rendah bolak-balik, 220VAC50 Hz. Belitan sekundernya membangkitkan tegangan tinggi dalam orde ratusan kilovolt kV [2].
Universitas Sumatera Utara
5
2.2
Kekuatan Dielektrik
Suatu bahan isolasi ideal tidak mempunyai elektron-elektron bebas, tetapi mempunyai elektrron-elektron yang terikat pada inti atom unsur yang membentuk
bahan isolasi tersebut. Setiap bahan isolasi mempunyai batas kekuatan untuk memikul medan elektrik. Jika kuat medan elektrik yang dipikul bahan isolasi
melebihi batas tersebut dan adanya medan elektrik berlangsung cukup lama, maka bahan isolasi akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai
isolator. Dalam hal ini bahan isolasi disebut tembus listrik electrical breakdown. Kuat medan elektrik tertinggi yang dapat dipikul suatu bahan isolasi tanpa
menimbulkan bahan isolasi tersebut tembus listrik, disebut kekuatan dielektrik.
Gambar 2.2 Medan Elektrik Dalam Suatu Bahan Isolasi Gambar 2.2 menunjukkan suatu bahan dilektrik yang ditempatkan di antara
dua elektroda piring sejajar. Kekuatan dielektrik bahan isolasi yang digunakan untuk suatu peralatan listrik harus lebih besar daripada kuat medan dielektrik yang
timbul pada bahan isolasi tersebut. Jika kuat medan elektrik yang dipikul suatu bahan isolasi melebihi kekuatan dielektrik bahan tersebut, maka di dalam bahan
isolasi akan terjadi proses ionisasi berantai yang pada akhirnya dapat membuat bahan isolasi mengalami tembus listrik. Proses ionisasi sampai terjadinya tembus
listrik membutuhkan waktu beberapa mikrodetik dan lamanya tidak tentu tetapi bersifat statistik. Jadi medan elektrik tidak selalu mengakibatkan bahan isolasi
tembus listrik, tetapi ada 2 syarat yang harus dipenuhi supaya bahan isolasi tembus listrik yaitu:
1. Kuat medan elektrik yang dipikul bahan isolasi harus lebih besar atau
sama dengan kekuatan dielektrik bahan isolasi.
Universitas Sumatera Utara
6 2.
Lama medan elektrik berlangsung lebih besar atau sama dengan waktu tunda tembus.
Tegangan yang menyebabkan suatu bahan isolasi tembus listrik disebut tegangan tembus atau
“breakdown voltage”. Dengan demikian, dapat didefinisikan bahwa tegangan tembus adalah nilai tegangan yang menimbulkan
kuat medan elektrik pada suatu bahan isolasi sama dengan atau lebih besar dari kekuatan dielektrik bahan isolasi tersebut.
Pada penerapan tegangan kekuatan dielektrik didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan yang menyebabkan kerusakan atau tembus listrik
V dengan tebal isolasi d yang memisahkan antara elektroda. Hal ini dapat dilihat pada Persamaan 2.1 [2]:
E = 2.1 dimana :
E = Kuat medan listrik yang dapat ditahan oleh dielektrik kVcm V = Tegangan maksimum yang dibaca alat ukur kV
d = Tebal isolasi cm
2.3 Isolasi Cair
Kategori