Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan Isolasi Resin Epoksi dengan Pengisi Alumina
l
"1
UNIVBRSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA
FAKUI,TAS TEKNIK
Fax.(0271)715448
Ext. 212,213,225,253
TromolPos1 Surakarta
57102Telp.(0271)717417
Kartasura
Jl.A. YaniPabelan
*e:ttit &fnl\@
http//wuliv.ums.ac,id
Website:
SURAT PEIYGALIHAN
PUBLIKASI
Nomor : I 19/A.2-VIIIETnlIlz}l 5
Yangbertandatangandibawahini :
Nama : Ir. SriSunarjono,
M.T, Ph.D
Jabatan:DekanFalcultasTeknik
Menyatakan persetujuan pengalihan hak unggah publikasi Kepada Lembaga
Pengembangan
Publikasi Ikniah Universitas Muhammadiyahsurakarta atas artikel
berjudul"Studi Hidrofobikterhadaplama penuaanisolasiresin epoksidenganpengisi
alnmia " yang ditulis oleh Umar NIDN: 0607057002,
DosenprogramStudi/Fakultas
TeknikElekro/Teknik Universitaslt4uhammadiyah
Surakartadalamjurnal ilmiah Teknik
GelagarVol.20,No. I April 2009.
9 Maret2015
Umar, Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan
Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan Isolasi Resin Epoksi
dengan Pengisi Alumina
Umar
Abstrak
Isolator pasangan luar selalu terkena sinar ultra violet (UV). Kondisi ini memunculkan kekhawatiran
terhadap kinerja isolator tersebut. Karena dengan seringnya terkena sinar UV, dapat menyebabkan penuaan
terhadap isolator, yaitu dengan timbulmya alur (goresan) pada permukaan isolator yang akan menyebabkan
mudahnya polutan menempel pada permukaan isolator. Selain itu juga dapat menurunkan sifat hidrfobik,Sifat
hidrofobik permukaan bahan isolasi pasangan luar sangat penting, karena pada saat kondisi lembab/turun
hujan pembentukan lapisan air pada permukaannya dapat dicegah, sehingga konduktifitas permukaan isolasi
tetap rendah.
Permasalahan diatas memberikan gambaran bahwa perlu dirancang komposisi bahan isolasi yang handal
terhadap sinar UV dan mampu mempertahankan sifat hidofobik Dalampenelitian ini bahan isolasi dirancang
dengan menggunakan bahan polimer jenis DGEBA dan MPDA dengan pengisi Alumina. Bahan isolasi
tersebut kemudian diberi polutan standar dengan volume tetap yaitu 20 gram/liter. Selain itu juga diberi
variasi sinar UV antara 0 sampai 96 jam dengan perlakuan siang dan malam (on-off tiap 12 jam)Dalam
penelitian ini, hubungan lama penuaan terhadap sudut kontak bahan isolasi resin epoksi dengan pengisi
Alumina cenderung naik. Semakin lama penuaan, sifat hidofobik bahan tersebut makin baik.
Pendahuluan
Sejalan dengan perkembangan jaman dan
pertumbuhan penduduk, kebutuhan permintaan akan
energi listrik semakin meningkat. Maka keadaan ini
mengharuskan untuk meningkatkan penyaluran
energi listrik. Namun dalam penyaluran energi listrik
ini biasanya banyak problem yang timbul pada
peralatan teknik tegangan tinggi. Salah satu peralatan
yang sering menjadi sorotan utama adalah isolator.
Karena isolator yang mempunyai fungsi sangat
penting, yaitu sebagai alat untuk memisahkan atau
mengisolasi antara dua bagian yang bertegangan,
dikhawatirkan tidak mampu menjalankan fungsinya.
Kekhawatiran ini muncul karena dalam
teknik tegangan tinggi seperti pada jaringan
transmisi, isolator banyak yang dipasang diluar.
Sehingga kondisi lingkungan seperti sinar Ultraviolet
( UV ), dan pencemaran polutan akan mengurangi
kinerja bahan isolasi pada isolator ini. Dan salah satu
dari kinerja bahan isolasi tersebut adalah sifat
hydrophobic, yaitu sifat penolakan terhadap bahan
cair.
Sudut kontak
kiri
Teori Dasar
Sudut kontak merupakan sudut yang
dibentuk antara permukaan bahan uji dengan air
destilasi yang diteteskan ke permukaan bahan uji
yang bersangkutan. Sudut kontak berkaitan dengan
karakteristik isolator yaitu sifat menyerap air
(hidrofilik) atau sifat menolak air (hidrfobik).
Nilai sudut kontak bisa menentukan apakah
suatu bahan isolator bersifat hydrophobic atau
hydrophilic. Apabila sudut kontak suatu isolator >
900, maka bahan isolator bersifat hydrophobic, bila
sudutnya antara 300 sampai 890, maka bersifat
partially weatted ( basah sebagian ),sedangkan bila
sudut kontak < 290 maka bahan bersifat hydrophilic.
Sudut kontak dapat dicari dengan
meneteskan air pada permukaan bahan isolator dan
mengamati kemampuan bahan isolator dalam
membentuk tetes air serta bentuk dari tetes air itu
(Swedish Transmission Research Institute, STRI
Guide 1, 92/1, Hydrophobicity Clasificatian Guide).
Garis singgung
Sudut kontak
kanan
Gambar 1. Perhitungan sudut kontak
41
Jurnal Teknik Gelagar Vol.20 No.01 April 200 9
Sudut kontak =
Sudut kontak kiri Sudut kontak kanan
2
Hidrofobik merupakan sifat yang penting
bagi sebuah isolator. Isolator yang bersifat hidrofobik
lebih mampu menahan tegangan saat keadaan basah
maupun saat berpolutan dibanding dengan isolator
yang bersifat hydrophilic.
Metode Penelitian
Pengujian terhadap karakteristik bahan uji
yang meliputi pengujian sudut kontak antara
permukaan bahan uji dengan air destilasi untuk
mengetahui apakah bahan tersebut hydrophobic atau
hydrophilic serta ESDD untuk mengetahui kadar
polutan yang menempel pada bahan uji, di lakukan
pada
isolator untuk mengetahui sejauh mana
pengaruh sinar radiasi UV terhadap bahan uji, maka
di lakukan sebelum pengujian seluruh bahan uji telah
di semprot polutan garam dengan kadar polutan yang
sama dan kemudian di sinari UV dengan lama
penyinaran 0 sampai 96 jam.
Bahan pengujian
Bahan uji yang digunakan adalah bahan
isolasi polimer DGEBA (Diglycidyl Ether of
Bisphenol A) sebagai bahan utama, MPDA
(Metaphenylene-diamine) sebagai bahan pengeras,
dan alumina sebagai bahan pengisi.
Bahan uji dibentuk dalam dimensi 70 mm x
70 mm x 5 mm, dengan variasi bahan pengisi : 10%,
20%, 30%, 40%, dan 50% terhadap bahan utama dan
pengeras.
Bahan uji diberi polutan yang ditambahkan
kaolin sebagai inert dengan cara disemprotkan
dengan menggunakan metode semprot (IEC 507).
Polutan yang dipergunakan adalah polutan standar.
Setelah penyemprotan selesai maka bahan uji
dikeringkan dengan tujuan agar lapisan polutan dapat
melekat erat pada permukaan bahan uji. Bahan uji
yang telah kering lalu disinari dengan sinar UV
selama 0 sampai 96 jam dan bahan uji siap untuk
diuji.
Peralatan pengujian
Peralatan pengujian yang digunakan untuk
mengetahui pengaruh radiasi UV terhadap
karakteristik bahan uji terdiri atas :
1.
2.
3.
4.
Seperangkat alat pencetak bahan uji
Seperangkat alat pemberi polutan
Seperangkat alat penyinaran ultra violet
Seperangkat alat pengukuran sudut kontak
Prosedur penelitian
Jalannya penelitian dilakukan dengan urutan sebagai
berikut :
1. Pembuatan bahan uji
2. Pemberian polutan
3. Penyinaran ultra violet (UV)
4. Pengukuran sudut kontak
Pengukuran Sudut Kontak
Pengukuran sudut kontak dilakukan dengan
menggunakan kamera digital untuk memotret bahan
uji. Bahan uji diletakkan di atas meja membelakangi
lampu penerang. Lampu penerang digunakan untuk
menghindari terjadinya bayangan saat pengujian.
Langkah pengujiannya :
1. Setelah bahan uji diletakkan, kamera digital
dihidupkan. Bahan uji harus diposisikan
sedemikian rupa sehingga pada layar kamera
tidak terlihat permukaan bahan uji bagian
belakang (bagian depan dan belakang dari
permukaan bahan uji berimpit)
Mika putih
Lampu Penerang
Bahan uji
Kamera Digital
Gambar 2. Pengujian sudut kontak
42
Umar, Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan
2. Setelah permukaan bahan uji tampak segaris,
bahan uji ditetesi dengan air destilasi
sebanyak 50 μl menggunakan assipette no.
100.
3. Mengambil gambar (memfoto) bahan uji
dengan kamera digital. Hasil pengujian bisa
langsung dimasukkan ke dalam komputer
dan sudut kontak bisa segera dihitung.
Analisa dan Pembahasan
Sudut kontak pada penelitian ini diukur
dengan melihat hasil pemotretan. Pengukuran sudut
kontak
dilakukan
secara
manual
dengan
menggunakan busur derajat.
Contoh perhitungan pengukuran sudut kontak dengan
pengisi alumina.
Alumina: 10% pada UV 12 jam
Alumin
a30%
Alumin
a40%
hasil sisi kanan sisi kiri
2
0
50 45 0
=
2
Sudut kontak=
=
47.50
Tabel berikut menunjukkan nilai hasil pengukuran
sudut kontak dan perhitungan hasil sudut kontaknya.
Tabel 1. Data pengukuran sudut kontak
Alumina
10%
Alumina
20%
Lama
UV
Sudut Kontak
Kiri
Kanan
(dalam (dalam
derajat) derajat)
Hasil
Perhitung
an (dalam
derajat)
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
70
45
45
55
70
50
50
45
70
47.5
47.5
50
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
70
70
50
40
90
60
70
50
40
85
65
70
50
40
87.5
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
70
55
55
58
73
45
50
50
71.5
50
52.5
54
40
40
40
36 Jam
65
75
70
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
50
60
85
50
70
77
60
50
55
55
70
85
45
65
76
60
48
55
52.5
65
85
47.5
67.5
76.5
60
49
55
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
75
70
60
60
50
71
45
40
55
75
40
60
55
50
72
40
50
60
75
55
60
57.5
50
71.5
42.5
45
57.5
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
55
60
50
60
50
60
60
50
60
50
57.5
60
50
60
50
Berikut adalah grafik hubungan lama penuaan (UV)
terhadap sudut kontak.
10% Alumina
100
90
Sudut Kontak
Jenis
Filler
Alumin
a50%
24 Jam
80
70
60
50
40
y = 3E-09x 6 - 5E-07x 5 + 2E-05x 4 - 0.0004x 3 +
0.0648x 2 - 2.4907x + 69.786
R2 = 0.9793
30
20
10
0
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
40
60
80
50
75
40
70
85
45
70
40
65
82.5
47.5
72.5
0 Jam
12 Jam
78
90
72
90
75
90
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
Lam a UV
43
Jurnal Teknik Gelagar Vol.20 No.01 April 200 9
20% Alumina
90
Sudut Kontak
80
70
60
50
40
30
y = 4E-08x 6 - 1E-05x 5 + 0.0011x 4 - 0.0524x 3 +
1.1558x 2 - 10.031x + 71.885
R2 = 0.9151
20
10
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
Lam a UV
30% Alumina
100
90
Sudut Kontak
80
70
Gambar 4. Grafik 3 dimensi hubungan sudut
kontak permukaan terhadap lama penuaan dan
komposisi bahan pengisi
60
50
40
y = 2E-09x 6 + 1E-07x 5 - 0.0001x 4 + 0.0117x 3 0.4173x 2 + 4.0443x + 76.209
R2 = 0.4698
30
20
10
Perbandingan sudut kontak pengisi Alumina
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
100
Lama UV
90
80
70
40% Alumina
Sudut Kontak (derajat)
60
90
80
Sudut Kontak
70
60
50
40
y = -1E-08x 6 + 4E-06x 5 - 0.0004x 4 + 0.0208x 3 0.3801x 2 + 0.8567x + 76.563
R2 = 0.7923
30
20
10
50
40
30
20
10
0
0
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96
12
24
36
48
60
72
84
96
Lama UV (jam)
108
Lama UV
50% Alumina
90
80
Sudut Kontak
20%
30%
40%
50%
Poly. (10%)
Poly. (20%)
Poly. (30%)
Poly. (40%)
Poly. (50%)
Gambar 5. Grafik perbandingan sudut kontak
pengisi Alumina 10% sampai 50% terhadap
lama penuaan
100
70
60
50
40
6
5
4
3
y = -6E-09x + 1E-06x - 0.0001x + 0.0016x +
0.127x 2 - 3.9779x + 71.439
R2 = 0.9421
30
20
10
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96 108
Lam a UV
Gambar 3. Grafik hubungan lama
penuaan (UV) terhadap sudut kontak
44
10%
Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa
grafik hubungan antara lama penuaan dengan sudut
kontak masih sulit untuk dilihat. Sebab semakin lama
UV yang dikenakan tidak selalu memberikan efek
penurunan terhadap sudut kontak. Sudut kontak
mengalami naik turun mengikuti model penyinaran
siang-malam. Ini menunjukkan ketika sampel tidak
mendapatkan sinar UV (pada malam hari), sampel
tersebut mampu kembali ke kondisi semula. Namun
Umar, Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan
bila berdasarkan dari seluruh grafik pengukuran
sudut kontak yang ada, maka dapat terlihat bahwa
pada sampel yang berpengisi alumina , menunjukkan
sifat yang cenderung naik
Pada dasarnya, penambahan komposisi filler
akan mempengaruhi sudut kontak yang dihasilkan.
Ini artinya bahwa semakin banyak kandungan
alumina pada bahan isolasi, maka sudut kontak yang
dihasilkan akan semakin tinggi.
Akan tetapi dalam penelitian ini semakin tinggi
komposisi pengisi tidak selalu menunjukkan nilai
sudut kontak yang lebih tinggi (pada pengisi 40% dan
50% terjadi penurunan). Berdasarkan hasil
pengamatan lapangan, ketidakakuratan beberapa data
ini terjadi juga karena beberapa hal seperti:
1. Kondisi sampel yang sifatnya beragam.
2. Penyemprotan polutan yang tidak merata.
3. Pemotretan yang tidak ada standar waktu
4. Kesalahan pengukuran.
Kesimpulan
Dari pembahasan yang ada maka pada pengujian ini
dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan tabel hasil pengukuran yang ada,
maka ada sampel yang bersifat hydrophobic,
yaitu pada sampel dengan pengisi alumina UV 12
jam sebesar 900 Sedangkan yang lain masih
bersifat Partially Wetted ( basah sebagian ).
Yaitu interval antara 300 sampai dengan 890.
2. Berdasarkan gambar grafik hubungan lama UV
terhadap sudut kontak , bahan isolasi dengan
pengisi Alumina nilai sudut kontaknya cenderung
naik.Keseragaman sifat dan kualitas sampel
mutlak diperlukan, agar data yang diperoleh
bersifat kontinyu dan maksimal.
3. Penambahan pengisi akan meningkatkan nilai
sudut kontak, dengan demikian semakin banyak
bahan pengisi (sampai 30%) akan meningkatkan
sifat hidrofobik Pengisi lebih dari 30%, bahan
isolasi akan mengalami penurunan hidrofobik
DAFTAR PUSTAKA
Berahim, H., 2006, ” Pengaruh Silane sebagai Bahan Pengisi Material Isolasi Polimer Resin Epoksi di
Daerah Tropis”, Media Teknik No.3, Agustus, pp. 48-53.
Giriantari, I.A.D., 1999, “ Pengaruh Polusi Garam Terhadap Surface Discharge yang terjadi pada
isolator”, Seminar Nasional dan Workshop Teknik Tegangan Tinggi II, pp B1-4.1-B1.4.6,UGM, Yogyakarta
Gorur, R.S., Cherney, E.A., Hackam, R., 1990, “ Polimeric Insulator Propiles Evaluated in a fog
Chamber”, IEEE Trans. Power Delivary, Vol.5, No.2, April
IEC Standard 507, 1991, “ Artificial Pollution Test on High Voltage Insulators To Be Used on A.C. System”,
Second Edition
IEC Standard 601, 1989, “High Voltage Test Techniques”, pp. 34 Second Edition
Lee, H., Neville, K., 1967, “ Hand Book of Epoxy Resin s”, Mc Graw-Hill Book Company.
NGK Insulators, Ltd., 1995 “ Pollution Map and Analysis of Contaminant ” PT PLN Persero, Jakarta
Samson, P.M., 2001, “ Cast Electrical Insulation Quality Enchancements through Improved Filler
Technologi”, IEEE Elect.Insul.Magazine, 17(5), 34-42
45
"1
UNIVBRSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA
FAKUI,TAS TEKNIK
Fax.(0271)715448
Ext. 212,213,225,253
TromolPos1 Surakarta
57102Telp.(0271)717417
Kartasura
Jl.A. YaniPabelan
*e:ttit &fnl\@
http//wuliv.ums.ac,id
Website:
SURAT PEIYGALIHAN
PUBLIKASI
Nomor : I 19/A.2-VIIIETnlIlz}l 5
Yangbertandatangandibawahini :
Nama : Ir. SriSunarjono,
M.T, Ph.D
Jabatan:DekanFalcultasTeknik
Menyatakan persetujuan pengalihan hak unggah publikasi Kepada Lembaga
Pengembangan
Publikasi Ikniah Universitas Muhammadiyahsurakarta atas artikel
berjudul"Studi Hidrofobikterhadaplama penuaanisolasiresin epoksidenganpengisi
alnmia " yang ditulis oleh Umar NIDN: 0607057002,
DosenprogramStudi/Fakultas
TeknikElekro/Teknik Universitaslt4uhammadiyah
Surakartadalamjurnal ilmiah Teknik
GelagarVol.20,No. I April 2009.
9 Maret2015
Umar, Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan
Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan Isolasi Resin Epoksi
dengan Pengisi Alumina
Umar
Abstrak
Isolator pasangan luar selalu terkena sinar ultra violet (UV). Kondisi ini memunculkan kekhawatiran
terhadap kinerja isolator tersebut. Karena dengan seringnya terkena sinar UV, dapat menyebabkan penuaan
terhadap isolator, yaitu dengan timbulmya alur (goresan) pada permukaan isolator yang akan menyebabkan
mudahnya polutan menempel pada permukaan isolator. Selain itu juga dapat menurunkan sifat hidrfobik,Sifat
hidrofobik permukaan bahan isolasi pasangan luar sangat penting, karena pada saat kondisi lembab/turun
hujan pembentukan lapisan air pada permukaannya dapat dicegah, sehingga konduktifitas permukaan isolasi
tetap rendah.
Permasalahan diatas memberikan gambaran bahwa perlu dirancang komposisi bahan isolasi yang handal
terhadap sinar UV dan mampu mempertahankan sifat hidofobik Dalampenelitian ini bahan isolasi dirancang
dengan menggunakan bahan polimer jenis DGEBA dan MPDA dengan pengisi Alumina. Bahan isolasi
tersebut kemudian diberi polutan standar dengan volume tetap yaitu 20 gram/liter. Selain itu juga diberi
variasi sinar UV antara 0 sampai 96 jam dengan perlakuan siang dan malam (on-off tiap 12 jam)Dalam
penelitian ini, hubungan lama penuaan terhadap sudut kontak bahan isolasi resin epoksi dengan pengisi
Alumina cenderung naik. Semakin lama penuaan, sifat hidofobik bahan tersebut makin baik.
Pendahuluan
Sejalan dengan perkembangan jaman dan
pertumbuhan penduduk, kebutuhan permintaan akan
energi listrik semakin meningkat. Maka keadaan ini
mengharuskan untuk meningkatkan penyaluran
energi listrik. Namun dalam penyaluran energi listrik
ini biasanya banyak problem yang timbul pada
peralatan teknik tegangan tinggi. Salah satu peralatan
yang sering menjadi sorotan utama adalah isolator.
Karena isolator yang mempunyai fungsi sangat
penting, yaitu sebagai alat untuk memisahkan atau
mengisolasi antara dua bagian yang bertegangan,
dikhawatirkan tidak mampu menjalankan fungsinya.
Kekhawatiran ini muncul karena dalam
teknik tegangan tinggi seperti pada jaringan
transmisi, isolator banyak yang dipasang diluar.
Sehingga kondisi lingkungan seperti sinar Ultraviolet
( UV ), dan pencemaran polutan akan mengurangi
kinerja bahan isolasi pada isolator ini. Dan salah satu
dari kinerja bahan isolasi tersebut adalah sifat
hydrophobic, yaitu sifat penolakan terhadap bahan
cair.
Sudut kontak
kiri
Teori Dasar
Sudut kontak merupakan sudut yang
dibentuk antara permukaan bahan uji dengan air
destilasi yang diteteskan ke permukaan bahan uji
yang bersangkutan. Sudut kontak berkaitan dengan
karakteristik isolator yaitu sifat menyerap air
(hidrofilik) atau sifat menolak air (hidrfobik).
Nilai sudut kontak bisa menentukan apakah
suatu bahan isolator bersifat hydrophobic atau
hydrophilic. Apabila sudut kontak suatu isolator >
900, maka bahan isolator bersifat hydrophobic, bila
sudutnya antara 300 sampai 890, maka bersifat
partially weatted ( basah sebagian ),sedangkan bila
sudut kontak < 290 maka bahan bersifat hydrophilic.
Sudut kontak dapat dicari dengan
meneteskan air pada permukaan bahan isolator dan
mengamati kemampuan bahan isolator dalam
membentuk tetes air serta bentuk dari tetes air itu
(Swedish Transmission Research Institute, STRI
Guide 1, 92/1, Hydrophobicity Clasificatian Guide).
Garis singgung
Sudut kontak
kanan
Gambar 1. Perhitungan sudut kontak
41
Jurnal Teknik Gelagar Vol.20 No.01 April 200 9
Sudut kontak =
Sudut kontak kiri Sudut kontak kanan
2
Hidrofobik merupakan sifat yang penting
bagi sebuah isolator. Isolator yang bersifat hidrofobik
lebih mampu menahan tegangan saat keadaan basah
maupun saat berpolutan dibanding dengan isolator
yang bersifat hydrophilic.
Metode Penelitian
Pengujian terhadap karakteristik bahan uji
yang meliputi pengujian sudut kontak antara
permukaan bahan uji dengan air destilasi untuk
mengetahui apakah bahan tersebut hydrophobic atau
hydrophilic serta ESDD untuk mengetahui kadar
polutan yang menempel pada bahan uji, di lakukan
pada
isolator untuk mengetahui sejauh mana
pengaruh sinar radiasi UV terhadap bahan uji, maka
di lakukan sebelum pengujian seluruh bahan uji telah
di semprot polutan garam dengan kadar polutan yang
sama dan kemudian di sinari UV dengan lama
penyinaran 0 sampai 96 jam.
Bahan pengujian
Bahan uji yang digunakan adalah bahan
isolasi polimer DGEBA (Diglycidyl Ether of
Bisphenol A) sebagai bahan utama, MPDA
(Metaphenylene-diamine) sebagai bahan pengeras,
dan alumina sebagai bahan pengisi.
Bahan uji dibentuk dalam dimensi 70 mm x
70 mm x 5 mm, dengan variasi bahan pengisi : 10%,
20%, 30%, 40%, dan 50% terhadap bahan utama dan
pengeras.
Bahan uji diberi polutan yang ditambahkan
kaolin sebagai inert dengan cara disemprotkan
dengan menggunakan metode semprot (IEC 507).
Polutan yang dipergunakan adalah polutan standar.
Setelah penyemprotan selesai maka bahan uji
dikeringkan dengan tujuan agar lapisan polutan dapat
melekat erat pada permukaan bahan uji. Bahan uji
yang telah kering lalu disinari dengan sinar UV
selama 0 sampai 96 jam dan bahan uji siap untuk
diuji.
Peralatan pengujian
Peralatan pengujian yang digunakan untuk
mengetahui pengaruh radiasi UV terhadap
karakteristik bahan uji terdiri atas :
1.
2.
3.
4.
Seperangkat alat pencetak bahan uji
Seperangkat alat pemberi polutan
Seperangkat alat penyinaran ultra violet
Seperangkat alat pengukuran sudut kontak
Prosedur penelitian
Jalannya penelitian dilakukan dengan urutan sebagai
berikut :
1. Pembuatan bahan uji
2. Pemberian polutan
3. Penyinaran ultra violet (UV)
4. Pengukuran sudut kontak
Pengukuran Sudut Kontak
Pengukuran sudut kontak dilakukan dengan
menggunakan kamera digital untuk memotret bahan
uji. Bahan uji diletakkan di atas meja membelakangi
lampu penerang. Lampu penerang digunakan untuk
menghindari terjadinya bayangan saat pengujian.
Langkah pengujiannya :
1. Setelah bahan uji diletakkan, kamera digital
dihidupkan. Bahan uji harus diposisikan
sedemikian rupa sehingga pada layar kamera
tidak terlihat permukaan bahan uji bagian
belakang (bagian depan dan belakang dari
permukaan bahan uji berimpit)
Mika putih
Lampu Penerang
Bahan uji
Kamera Digital
Gambar 2. Pengujian sudut kontak
42
Umar, Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan
2. Setelah permukaan bahan uji tampak segaris,
bahan uji ditetesi dengan air destilasi
sebanyak 50 μl menggunakan assipette no.
100.
3. Mengambil gambar (memfoto) bahan uji
dengan kamera digital. Hasil pengujian bisa
langsung dimasukkan ke dalam komputer
dan sudut kontak bisa segera dihitung.
Analisa dan Pembahasan
Sudut kontak pada penelitian ini diukur
dengan melihat hasil pemotretan. Pengukuran sudut
kontak
dilakukan
secara
manual
dengan
menggunakan busur derajat.
Contoh perhitungan pengukuran sudut kontak dengan
pengisi alumina.
Alumina: 10% pada UV 12 jam
Alumin
a30%
Alumin
a40%
hasil sisi kanan sisi kiri
2
0
50 45 0
=
2
Sudut kontak=
=
47.50
Tabel berikut menunjukkan nilai hasil pengukuran
sudut kontak dan perhitungan hasil sudut kontaknya.
Tabel 1. Data pengukuran sudut kontak
Alumina
10%
Alumina
20%
Lama
UV
Sudut Kontak
Kiri
Kanan
(dalam (dalam
derajat) derajat)
Hasil
Perhitung
an (dalam
derajat)
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
70
45
45
55
70
50
50
45
70
47.5
47.5
50
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
70
70
50
40
90
60
70
50
40
85
65
70
50
40
87.5
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
70
55
55
58
73
45
50
50
71.5
50
52.5
54
40
40
40
36 Jam
65
75
70
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
50
60
85
50
70
77
60
50
55
55
70
85
45
65
76
60
48
55
52.5
65
85
47.5
67.5
76.5
60
49
55
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
75
70
60
60
50
71
45
40
55
75
40
60
55
50
72
40
50
60
75
55
60
57.5
50
71.5
42.5
45
57.5
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
55
60
50
60
50
60
60
50
60
50
57.5
60
50
60
50
Berikut adalah grafik hubungan lama penuaan (UV)
terhadap sudut kontak.
10% Alumina
100
90
Sudut Kontak
Jenis
Filler
Alumin
a50%
24 Jam
80
70
60
50
40
y = 3E-09x 6 - 5E-07x 5 + 2E-05x 4 - 0.0004x 3 +
0.0648x 2 - 2.4907x + 69.786
R2 = 0.9793
30
20
10
0
48 Jam
60 Jam
72 Jam
84 Jam
96 Jam
40
60
80
50
75
40
70
85
45
70
40
65
82.5
47.5
72.5
0 Jam
12 Jam
78
90
72
90
75
90
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
Lam a UV
43
Jurnal Teknik Gelagar Vol.20 No.01 April 200 9
20% Alumina
90
Sudut Kontak
80
70
60
50
40
30
y = 4E-08x 6 - 1E-05x 5 + 0.0011x 4 - 0.0524x 3 +
1.1558x 2 - 10.031x + 71.885
R2 = 0.9151
20
10
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
Lam a UV
30% Alumina
100
90
Sudut Kontak
80
70
Gambar 4. Grafik 3 dimensi hubungan sudut
kontak permukaan terhadap lama penuaan dan
komposisi bahan pengisi
60
50
40
y = 2E-09x 6 + 1E-07x 5 - 0.0001x 4 + 0.0117x 3 0.4173x 2 + 4.0443x + 76.209
R2 = 0.4698
30
20
10
Perbandingan sudut kontak pengisi Alumina
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
100
Lama UV
90
80
70
40% Alumina
Sudut Kontak (derajat)
60
90
80
Sudut Kontak
70
60
50
40
y = -1E-08x 6 + 4E-06x 5 - 0.0004x 4 + 0.0208x 3 0.3801x 2 + 0.8567x + 76.563
R2 = 0.7923
30
20
10
50
40
30
20
10
0
0
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96
12
24
36
48
60
72
84
96
Lama UV (jam)
108
Lama UV
50% Alumina
90
80
Sudut Kontak
20%
30%
40%
50%
Poly. (10%)
Poly. (20%)
Poly. (30%)
Poly. (40%)
Poly. (50%)
Gambar 5. Grafik perbandingan sudut kontak
pengisi Alumina 10% sampai 50% terhadap
lama penuaan
100
70
60
50
40
6
5
4
3
y = -6E-09x + 1E-06x - 0.0001x + 0.0016x +
0.127x 2 - 3.9779x + 71.439
R2 = 0.9421
30
20
10
0
0
12
24
36
48
60
72
84
96 108
Lam a UV
Gambar 3. Grafik hubungan lama
penuaan (UV) terhadap sudut kontak
44
10%
Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa
grafik hubungan antara lama penuaan dengan sudut
kontak masih sulit untuk dilihat. Sebab semakin lama
UV yang dikenakan tidak selalu memberikan efek
penurunan terhadap sudut kontak. Sudut kontak
mengalami naik turun mengikuti model penyinaran
siang-malam. Ini menunjukkan ketika sampel tidak
mendapatkan sinar UV (pada malam hari), sampel
tersebut mampu kembali ke kondisi semula. Namun
Umar, Studi Hidrofobik Terhadap Lama Penuaan Bahan
bila berdasarkan dari seluruh grafik pengukuran
sudut kontak yang ada, maka dapat terlihat bahwa
pada sampel yang berpengisi alumina , menunjukkan
sifat yang cenderung naik
Pada dasarnya, penambahan komposisi filler
akan mempengaruhi sudut kontak yang dihasilkan.
Ini artinya bahwa semakin banyak kandungan
alumina pada bahan isolasi, maka sudut kontak yang
dihasilkan akan semakin tinggi.
Akan tetapi dalam penelitian ini semakin tinggi
komposisi pengisi tidak selalu menunjukkan nilai
sudut kontak yang lebih tinggi (pada pengisi 40% dan
50% terjadi penurunan). Berdasarkan hasil
pengamatan lapangan, ketidakakuratan beberapa data
ini terjadi juga karena beberapa hal seperti:
1. Kondisi sampel yang sifatnya beragam.
2. Penyemprotan polutan yang tidak merata.
3. Pemotretan yang tidak ada standar waktu
4. Kesalahan pengukuran.
Kesimpulan
Dari pembahasan yang ada maka pada pengujian ini
dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan tabel hasil pengukuran yang ada,
maka ada sampel yang bersifat hydrophobic,
yaitu pada sampel dengan pengisi alumina UV 12
jam sebesar 900 Sedangkan yang lain masih
bersifat Partially Wetted ( basah sebagian ).
Yaitu interval antara 300 sampai dengan 890.
2. Berdasarkan gambar grafik hubungan lama UV
terhadap sudut kontak , bahan isolasi dengan
pengisi Alumina nilai sudut kontaknya cenderung
naik.Keseragaman sifat dan kualitas sampel
mutlak diperlukan, agar data yang diperoleh
bersifat kontinyu dan maksimal.
3. Penambahan pengisi akan meningkatkan nilai
sudut kontak, dengan demikian semakin banyak
bahan pengisi (sampai 30%) akan meningkatkan
sifat hidrofobik Pengisi lebih dari 30%, bahan
isolasi akan mengalami penurunan hidrofobik
DAFTAR PUSTAKA
Berahim, H., 2006, ” Pengaruh Silane sebagai Bahan Pengisi Material Isolasi Polimer Resin Epoksi di
Daerah Tropis”, Media Teknik No.3, Agustus, pp. 48-53.
Giriantari, I.A.D., 1999, “ Pengaruh Polusi Garam Terhadap Surface Discharge yang terjadi pada
isolator”, Seminar Nasional dan Workshop Teknik Tegangan Tinggi II, pp B1-4.1-B1.4.6,UGM, Yogyakarta
Gorur, R.S., Cherney, E.A., Hackam, R., 1990, “ Polimeric Insulator Propiles Evaluated in a fog
Chamber”, IEEE Trans. Power Delivary, Vol.5, No.2, April
IEC Standard 507, 1991, “ Artificial Pollution Test on High Voltage Insulators To Be Used on A.C. System”,
Second Edition
IEC Standard 601, 1989, “High Voltage Test Techniques”, pp. 34 Second Edition
Lee, H., Neville, K., 1967, “ Hand Book of Epoxy Resin s”, Mc Graw-Hill Book Company.
NGK Insulators, Ltd., 1995 “ Pollution Map and Analysis of Contaminant ” PT PLN Persero, Jakarta
Samson, P.M., 2001, “ Cast Electrical Insulation Quality Enchancements through Improved Filler
Technologi”, IEEE Elect.Insul.Magazine, 17(5), 34-42
45