Gambar 2.3 Struktur kimia senyawa naftena Sumber: Yuliastuti, 2010
3. Hidrokarbon Aromatik
Hidrokarbon aromatik merupakan senyawa hidrokarbon yang dikelompokkan berdasarkan bau. Benzena adalah senyawa aromatik yang paling sederhana, yang
mempunyai rumus empiris
6 6
H C
. Seperti hidrokarbon alifatik dan alisiklik, benzena bersifat nonpolar Fessenden dan Fessenden, 1986. Berikut adalah
struktur kimia senyawa aromatik:
Gambar 2.4 Struktur kimia senyawa aromatik Sumber: Yuliastuti, 2010
2.3 Fungsi Minyak Transformator
2.3.1 Sebagai Pendingin Arus pusar Eddy current yang dihasilkan oleh fluks magnetik yang berubah-
ubah selama transformator digunakan akan menghasilkan panas. Hal ini akan menjadi penyebab kenaikan temperatur pada lilitan dan inti besi. Jika proses tersebut tidak
H H
H H
H
H C
C C
C C
C C
C C
C
C C
C H
2
H
2
H
2
H
2
H
2
H
2
H
2
diikuti dengan proses pendinginan, maka akan berakibat terjadi pemanasan berlebih pada transformator. Adanya minyak sebagai cairan dalam transformator dapat
membantu proses pendinginan lilitan dan inti, dimana minyak transformator dapat menyerap panas dari inti maupun lilitan dan selanjutnya meneruskan panas ke
permukaan luar transformator Haidir, 2011.
2.3.2 Sebagai Isolator
Sebagai isolator, minyak transformator harus mampu untuk mengisolasi tegangan tinggi di dalam transformator, seperti tegangan antar lilitan maupun
tegangan antar lapis tiap lilitan. Hal ini disebabkan karena pada transformator terdapat daerah-daerah yang memiliki beda tegangan yang cukup tinggi. Jika antara
bagian-bagian tersebut terjadi hubung singkat dapat menimbulkan arus yang tinggi sehingga dapat merusak transformator dan juga dapat merusak peralatan-peralatan
lain yang terhubung dengan transformator Solikhudin, 2010.
2.4 Karakterisasi Minyak Transformator
2.4.1 Standar Karakteristik Minyak Transformator Minyak transformator yang baik harus jernih, tidak mengandung endapan.
Adanya endapan atau kontaminasi seperti air, kotoran, debu atau partikel konduktif dalam minyak akan menjadi penyebab penurunan nilai tegangan tembus.
Kontaminasi dalam minyak juga dapat berupa zat yang mudah terbakar, hal ini ditandai dengan rendahnya nilai titik nyala minyak. Minyak transformator yang baik
harus memiliki kekentalan yang rendah. Tinggi rendahnya kekentalan minyak transformator dinyatakan dengan nilai viskositas kinematik. Viskositas kinematik erat
kaitannya dengan kemampuan minyak transformator bersirkulasi saat proses pendinginan. Semakin tinggi viskositas kinematik, semakin berkurang daya
pendinginan minyak. Viskositas kinematik minyak transformator juga berhubungan dengan suhu. Pada suhu tinggi minyak transformator lebih mudah bersirkulasi. Hal
ini disebabkan karena pada suhu tinggi, molekul-molekul minyak akan merenggang, sehingga viskositas kinematiknya semakin kecil Malik, et al., 1998
Berdasarkan penjelasan di atas, tabel 2.1 menunjukkan nilai dari beberapa karakteristik minyak transformator meliputi karakteristik fisik, listrik dan kimia,
dimana nilai-nilai tersebut merupakan nilai yang ditetapkan oleh PLN sebagai standar minyak transformator untuk digunakan. Standar karakteristik minyak transformator
berdasarkan SPLN 49-1 1982, adalah sebagai berikut:
Tabel 2.1 Standar minyak transformator yang digunakan
Sifat minyak Satuan
Standar Viskositas 20°C
cSt 25
Titik nyala °C
130
Kadar asam Mg KOHg
0,40 Tegangan tembus
kVcm 120
Korosi belerang -
tidak ada Kotoran
0,1 Sumber: SPLN 49-1 1982.
2.4.2 Warna Minyak Transformator Saat digunakan dalam transformator, minyak akan bersirkulasi dalam kondisi
panas dan bereaksi dengan material di dalam transformator inti besi, lilitan, dan vernish secara langsung. Panasnya minyak transformator disebabkan oleh besarnya
arus sebagai akibat besarnya beban. Bila beban semakin bertambah maka minyak semakin panas dan perubahan warna akan semakin cepat. Berdasarkan standar ASTM
D1500, warna minyak transformator dibedakan menjadi 16 warna yaitu dari skala 0,5 s.d 8,0 seperti pada gambar 2.5. Semakin besar nilai skala minyak, maka semakin
keruh hitam warna minyak, yang berarti kualitas minyak semakin rendah. Bertambahnya skala warna menunjukkan bahwa minyak telah terkontaminasi. Selain
itu, minyak transformator dengan warna tertentu, juga dapat mengindikasikan kondisi transformator, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 2.2.
Gambar 2.5 Skala warna minyak transformator standar ASTM D1500 Sumber: Kytola Instrument OY, 2015
Table 2.2 Kondisi transformator berdasarkan warna minyak transformator
Warna dan Kelompok
Angka Asam
IFT dyncm
Diagnosa
Bagus kuning pucat
0.5 0.03
0.1 45
30 pendingin dan isolasi baik
Contoh A kuning muda
1.0 0.05
0.1 27
29 terjadi endapan sludge yang membaur di
minyak yang
akan menyebabkan
IFT menurun
Umum kuning terang
1.5-2.0 0.11
0.15 24
27 terjadi endapan asam tipis pada lilitan
yang akan menjadi penyebab gangguan Jelek
kuning sawo 2.5
0.1 0.4
18 24
hampir semua transformator pada keadaan ini terdapat endapan pada lilitan dan inti
Sangat jelek kuning sawo
3.0-5.0 0.41
0.55 14
18 endapan akan beroksidasi dan kemudian
mengeras serta terjadi juga diisolasi kertas Sangat jelek
coklat kehitaman
5.5-6.5 0.55
1.5 9
14 Terdapat sludge yang menyumbat sirip-
sirip pendingin yang menyebabkan kenaikan temperatur sampai 20°C
Crude oil hitam
7.0-8.0 ≥1
dan lebih 6
9 diperlukan suatu cara untuk menghilangkan
sludge dan transformator harus dibongkar dan diperiksa, tidak hanya mengganti minyak
Sumber: PLN P3B 2003.
Berdasarkan penjelasan
mengenai perubahan
karakteristik minyak
transformator, perlu dilakukan pemeriksaan sesuai dengan waktu yang ditentukan. Tabel di bawah merupakan tabel ketentuan rentang waktu pemeriksaan minyak
isolasi transformator sesuai dengan kapasitas beban transformator.
Tabel 2.3 Rentang waktu pemeriksaan minyak transformator Daya
Tegangan 400 kV
220 kV 110 kV
110 kV 100 MVA
6 bulan 6 bulan
1 tahun Tergantung dari
keutamaan fungsi transformator
30 – 100 MVA
6 bulan 1 tahun
1 tahun 30 MVA
1 tahun 1 tahun
1 tahun Sumber: Dzulfikar 2013.
2.5 Viskositas
