26
3.4. Variasi Pengujian
Dalam percobaan ini variasi pengujian dilakukan untuk mengetahui bagaimana perubahan nilai arus bocor pada keadaan:
Isolator bersih Isolator dengan tingkat intensitas polusi berat
Isolator dengan tingkat intensitas polusi sedang Isolator dengan tingkat intensitas polusi ringan
3.5. Prosedur Percobaan 3.5.1. Pengujian Arus Bocor Isolator dalam Keadaan Bersih
Prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Isolator dicuci dengan air sampai bersih.
2. Isolator dikeringkan secara alami di dalam ruang pengeringan sekitar 24 jam.
Gambar 3.1 Pengeringan secara alami isolator di dalam ruang pengeringan
3. Dalam eksperimen ini akan diukur besar arus bocor yang mengalir melalui permukaan isolator. Arus bocor yang akan diukur diperkirakan
berada dalam kisaran mikroampere µA sehingga pengukuran dengan menggunakan amperemeter praktis akan menghasilkan pembacaan
Universitas Sumatera Utara
27
yang tidak akurat. Oleh karena itu untuk mengukur arus bocor, di 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 11,5 kV
V
p-n
diberikan, pada voltmeter akan terbaca nilai tegangan yang dialami resistor. Dari nilai tegangan tersebut, dapat diperoleh besar
arus bocor yang mengalir melalui resistor uji dengan menggunakan Persamaan 3.1.
............................................................... 3.1 di mana: I
bocor
= arus bocor Ampere V
= pembacaan V
2
Volt R
= resistor uji ohm 4. Isolator dirangkai seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2
AC
TU AT
S
1
S
2
V
1
R D
1
V
2
D
2
C
Keterangan: AT
= autotransformator TU
= transformator uji S
1
= saklar utama S
2
= saklar sekunder V
1
= voltmeter internal V
2
= voltmeter eksternal D
1
= D
2
= dioda C
= kapasitor R
= resistor uji 1 kΩ
Gambar 3.2 Rangkaian percobaan
Universitas Sumatera Utara
28
5. Saklar utama S
1
ditutup dan AT diatur sampai tegangan keluarannya nol.
6. Saklar S
2
ditutup. 7. Tegangan keluaran AT dinaikkan secara bertahap sampai voltmeter V
1
menunjukkan nilai 11,5 kV V
p-n
. 8. Membaca dan mencatat nilai tegangan pada voltmeter V
2
. 9. Saklar S
2
dan S
1
dibuka. 10. Dengan prosedur yang sama, diulangi langkah 4 sampai 8 sebanyak 2
kali, sehingga diperoleh 3 nilai tegangan.
3.5.2. Pengujian Arus Bocor Isolator dengan Tingkat Intensitas Polusi Berat
Prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Menyemprotkan asam nitrat HNO
3
dengan pH 2 secara merata pada seluruh permukaan isolator, menggunakan spray.
2. Mengulangi langkah 2 sampai 10 pada Subbab 3.5.1. 3. Memasukkan 1 liter aquades dan 1 lembar kain kasa ke dalam suatu
ember untuk membersihkan polutan dari isolator. 4. Mengukur suhu
aquades θ. Kemudian aquades dan kain kasa dimasukkan ke dalam tabung pengukur konduktivitas seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3.3 yang diambil di dalam Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik
USU.
Gambar 3.3 Tabung pengukur konduktivitas
Universitas Sumatera Utara
29
5. Membuat rangkaian pengukuran arus i pada tabung seperti pada Gambar 3.4. Lalu dicatat nilai arus dan tegangan yang tertera pada
masing-masing multimeter amperemeter dan voltmeter.
Keterangan: mA = miliamperemeter A = luas penampang tabung konduktivitas m
2
l = panjang tabung m
V = voltmeter Gambar 3.4 Rangkaian pengukuran arus pada tabung
6. Air dalam tabung dikembalikan ke dalam ember. Kemudian diulang langkah 5 sampai 6 sebanyak 2 kali, sehingga diperoleh 3 nilai arus
dan tegangan. 7. Nilai
arus dan
tegangan dirata-ratakan
kemudian dihitung
konduktivitasnya melalui Persamaan 3.2 berikut. ........................................................ 3.2
di mana: σ = konduktivitas larutan Sm
i = arus listrik rata-rata Ampere
v = tegangan baterai rata-rata Volt
l = panjang tabung m
A = luas penampang tabung m
2
8. Air dikembalikan lagi ke dalam ember. Kemudian air dibagi dua: 800 ml di dalam ember untuk pencucian isolator dan 200 ml di dalam gelas
ukur untuk membilas isolator. 9. Isolator dilepas dari rangkaian percobaan Gambar 3.2 dan
dimasukkan ke dalam ember. l
A
Universitas Sumatera Utara
30
10. Semua permukaan isolator dilap dengan kain kasa sampai bersih kemudian dibilas dengan aquades 200 ml yang disisakan dalam gelas
ukur. 11. Terhadap larutan terpolusi tersebut diulangi langkah 5 sampai 8 di atas
sehingga diperoleh konduktivitas larutan σ yang mengandung
polutan. 12. Konduktivitas aquades dan konduktivitas larutan polutan pada suhu 20
°C dihitung dengan Persamaan 3.3 berikut: ..................................... 3.3
di mana: θ = suhu larutan °C
σ
θ
= konduktivitas larutan saat suhu θ °C Sm
σ
20
= konduktivitas larutan saat suhu 20 °C Sm b
= faktor koreksi suhu θ yang dapat dilihat pada Tabel
3.1 Tabel 3.1 Faktor koreksi suhu
θ °C b
5 0,03156
10 0,02817
20 0,02277
30 0,01905
Catatan: untuk suhu yang lain, nilai b diperoleh melalui interpolasi
13. Dihitung salinitas aquades D
1
dan larutan polutan D
2
dengan Persamaan 3.4 berikut:
............................................... 3.4 di mana: D = salinitas larutan mgcm
3
σ
20
= konduktivitas larutan saat suhu 20 °C Sm 14. Dihitung ESDD dalam satuan mgcm
2
melalui Persamaan 3.5. ............................................ 3.5
Universitas Sumatera Utara
31
di mana: ESDD = Equivalent Salt Deposit Density mgcm
2
D
1
= salinitas aquades mgcm
3
D
2
= salinitas larutan polutan mgcm
3
Vol = volume air ml
A = luas permukaan isolator cm
2
15. Jika ESDD di luar batas bobot polusi berat, misalnya termasuk dalam tingkat bobot sedang, maka data di atas dapat digunakan untuk bobot
polusi isolator sedang dan eksperimen diulang kembali dengan menambahi takaran asam semula. Begitu pula sebaliknya, misalnya
jika ESDD termasuk dalam tingkat bobot sangat berat, maka eksperimen diulang kembali dengan mengurangi takaran asam semula.
16. Diulangi langkah 1 sampai 2. 17. Isolator dirangkaikan pada peralatan pembuat simulasi hujan dihujani
pertama kali. 18. Isolator dihujani selama ± 1 jam.
19. Kemudian diulangi kembali langkah 2 sampai 15 di atas. 20. Untuk proses penghujanan selanjutnya adalah dengan mengulangi
kembali langkah 1 sampai 20 di atas secara berturut-turut hujan kedua melalui hujan pertama; hujan ketiga melalui hujan pertama dan kedua;
hujan keempat melalui hujan pertama, kedua, dan ketiga; dan seterusnya sampai arus bocor yang mengalir pada permukaan isolator
mencapai titik jenuh terendah.
Universitas Sumatera Utara
32
Tabel 3.2 Alur percobaan
FREKUENSI TERKENA
HUJAN
Sebelum hujan
Diberi polutan
Dicatat arus bocor dan nilai ESDD-nya Dihujani 1x
Diberi polutan
Dihujani pertama
kali Dicatat arus bocor dan nilai
ESDD-nya Dihujani 2x
Diberi polutan
Dihujani pertama
kali Dihujani
kedua kali
Dicatat arus bocor dan nilai ESDD-nya
Dihujani 3x Diberi
polutan Dihujani
pertama kali
Dihujani kedua
kali Dihujani
ketiga kali
Dicatat arus
bocor dan nilai
ESDD- nya
Dan seterusnya sampai arus bocor mencapai titik jenuh terendah
3.5.3. Pengujian Arus Bocor Isolator dengan Tingkat Intensitas Polusi Sedang
Jika pada pengujian sebelumnya telah diperoleh data untuk bobot polusi sedang, maka pengujian ini tidak dilakukan lagi. Jika data belum ada, maka
prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Menyemprotkan asam nitrat HNO
3
dengan perbandingan volume antara asam dan aquades sebesar 1:4 secara merata pada seluruh
permukaan isolator, dengan menggunakan spray. 2. Mengulangi langkah 2 sampai 21 pada Subbab 3.5.2.
3.5.4. Pengujian Arus Bocor Isolator dengan Tingkat Intensitas Polusi Ringan
Jika pada pengujian sebelumnya telah diperoleh data untuk bobot polusi ringan, maka pengujian ini tidak dilakukan lagi. Jika data belum ada, maka
prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
33
1. Menyemprotkan asam nitrat HNO
3
dengan perbandingan volume antara asam dan aquades sebesar 1:19 secara merata pada seluruh
permukaan isolator, dengan menggunakan spray. 2. Mengulangi langkah 2 sampai 21 pada Subbab 3.5.2.
Universitas Sumatera Utara
34 Pengukuran arus bocor
isolator
3.6. Diagram Alir Flowchart Penelitian
E Mulai
Menampung air hujan
Lakukan percobaan
Mencuci isolator
Ingin melakukan percobaan
isolator terpolusi? Tidak
Keringkan selama ± 24 jam
Ya
Ingin percobaan isolator terpolusi
berat? Tidak
B Ya
D Ingin percobaan
isolator terpolusi sedang?
Tidak
C Ya
A
Universitas Sumatera Utara
35 B
Apakah sesuai dengan nilai
ESDD 0,2 – 0,6
mgcm
2
?
Menyemprotkan isolator dengan HNO
3
E
Ya Tidak
Pengukuran arus bocor nilai ESDD
Isolator dihujani ± 1 jam
Isolator dikeringkan ± 24 jam
Pengukuran arus bocor nilai ESDD
Apakah arus bocor sudah mencapai
titik jenuh terendah?
Tidak
Ya A
Universitas Sumatera Utara
36 C
Apakah sesuai dengan nilai
ESDD 0,06 –
0,2 mgcm
2
?
Menyemprotkan isolator dengan HNO
3
E
Ya Tidak
Pengukuran arus bocor nilai ESDD
Isolator dihujani ± 1 jam
Isolator dikeringkan ± 24 jam
Pengukuran arus bocor nilai ESDD
Apakah arus bocor sudah mencapai
titik jenuh terendah?
Tidak
Ya A
Universitas Sumatera Utara
37 D
A
Apakah sesuai dengan nilai
ESDD 0,06 mgcm
2
?
Menyemprotkan isolator dengan HNO
3
E
Ya Tidak
Pengukuran arus bocor nilai ESDD
Isolator dihujani ± 1 jam
Isolator dikeringkan ± 24 jam
Pengukuran arus bocor nilai ESDD
Apakah arus bocor sudah mencapai
titik jenuh terendah?
Tidak
Ya Selesai
Gambar 3.5 Diagram alir flowchart penelitian
Universitas Sumatera Utara
38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Tujuan dari eksperimen ini adalah untuk mencari hubungan antara kadar polutan pada isolator pin-post yang semakin lama semakin berkurang akibat
diterpa oleh hujan terhadap arus bocor yang mengalir.
4.1. Data Hasil Percobaan
Data hasil percobaan arus bocor dan nilai ESDD diberikan pada Lampiran A. hasil data ini terdiri dari:
Pembacaan voltmeter eksternal V
2
pada kondisi isolator bersih Pembacaan voltmeter eksternal V
2
dan pembacaan amperemeter, voltmeter, dan termometer pada kondisi isolator terpolusi sebelum
dan setelah dihujani beberapa kali dengan tingkat intensitas polusi yang bervariasi, yaitu:
Tingkat intensitas polusi berat Tingkat intensitas polusi sedang
Tingkat intensitas polusi ringan
4.2. Analisis Data 4.2.1. Pengolahan Data Hasil Percobaan untuk Arus Bocor
Kategori