21
BAB III METODELOGI PENULISAN
Pada bab ini membahas tentang metode yang digunakan dalam Tugas Akhir ini. Untuk meneliti pengaruh kelembaban udara sekitar terhadap isolator
piring gelas terpolusi perlu dilakukan eksperimen. Eksperimen ini dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Universitas Sumatera Utara.
III.1 Peralatan dan Bahan Pengujian
Untuk melakukan pengujian dibutuhkan peralatan dan bahan, antara lain: 1.
1 unit trafo uji seperti pada Gambar 3.1 Spesifikasi : 200100.000 Volt; 50 Hz; 10 kVA
Gambar 3.1 Trafo Uji 2.
1 unit autotrafo seperti pada Gambar 3.2. Spesifikasi : 2000-200 Volt; 10 kVA
Universitas Sumatera Utara
22
Gambar 3.2 Autotransformator 3.
1 unit Tahanan Peredam seperti pada Gambar 3.3. Spesifikasi : 10 M
Ω
Gambar 3.3 Tahanan Peredam 4.
1 unit multimeter seperti pada gambar 3.4 Spesifikasi : Excel DT9205A; 0,2 – 750 VAC; 0,2 – 1000 VDC;
0,02 - 20 AAC; 0,002 – 20 ADC.
Gambar 3.4 Multimeter
Universitas Sumatera Utara
23
5. 1 unit barometerhumiditymeter digital seperti pada Gambar 3.5. Spesifikasi : Merek Lutron PHB 318; range tekanan 7,5 – 825,0
mmHg; range kelembapan 10 – 110 RH; range
suhu 0 – 50 ˚C.
Gambar 3.5 Barometerhumiditymeter Digital 6. Kabel penghubung seperti pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Kabel Penghubung
7. Ketel Listrik. Ketel listrik digunakan untuk menghasilkan uap yang bertujuan
membuat kondisi udara sekitar isolator menjadi lembab. 8. Kotak kaca.
Kotak kaca digunakan sebagai wadahruang tempat isolator piring yang akan diberi uap air untuk mengatur tingkat kelembaban dalam wadah
tersebut. Pada kotak kaca ini diberi 2 lubang udara tempat sirkulasi uap air untuk mengatur kadar kelembaban dengan bantuan keran uap pada salah
Universitas Sumatera Utara
24
satu lubang untuk mengalirkan uap keluar kotak. Kotak kaca seperti pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Kotak Kaca Wadah Pengujian
9. Selang plastik Selang plastik digunakan untuk mengalirkan uap air ke dalam wadah kotak
kaca. 10. Ember plastik
Ember digunakan sebagai tempat mencelupkan isolator piring ke dalam larutan polutan.
11. 1 unit alat ukur Conductivitymeter seperti pada Gambar 3.8 . Spesifikasi : Merek Hanna tipe HI 98129; Range 0 –
3999 μScm, 0.0 – 60.0
˚C 32.0 – 140.0˚F, 0.00 – 14.00 pH; Accuracy ± 0.05 pH, ± 2 f.s ESTDS .
Gambar 3.8 Conductivitymeter
Universitas Sumatera Utara
25
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam pengujian antara lain: 1.
Isolator Piring Gelas seperti pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Isolator Piring Gelas
2. 1100 gram polutan karbon murni dan 500 gram kaolin kaolin.
- 100 untuk kadar polutan ringan.
- 300 untuk kadar polutan sedang.
- 700 untuk kadar polutan berat.
3. Air pelarut polutan yang volumenya 6 l untuk masing-masing kadar
polutan. 4.
Air pencuci polutan yang menggunakan air aquades pada isolator yang volumenya 500 ml untuk masing-masing kadar polutan.
III.2 Tempat dan Waktu Pengujian
Tempat pengujian dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi FT- USU. Pengujian dilakukan pada bulan Oktober 2015 – November 2015 mulai
pukul 10.00 sampai dengan pukul 17.00 WIB.
III.3 Proses Pengujian
Pada tahap ini akan dijelaskan bagaimana tahapan-tahapan dalam pengambilan data yang diinginkan. Tahapan ini meliputi rangkaian pengujian,
prosedur pengujian, dan hasil pengujian yang telah didapat.
Universitas Sumatera Utara
26
III.3.1 Rangkain Percobaan
Rangkaian Percobaan dirangkai seperti pada gambar 3.10.
Gambar 3.10 Rangkaian Percobaan III.3.2 Prosedur Pengujian
Adapun tahapan dalam pengujian yang dilakukan antara lain: a
Pengujian tegangan flashover isolator piring bersih pada kondisi normal.
b Pengujian tegangan flashover isolator piring pada kondisi terpolusi
ringan. c
Pengujian tegangan flashover isolator piring pada kondisi terpolusi sedang.
d Pengujian tegangan flashover isolator piring pada kondisi terpolusi
berat.
III.3.2.1 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi Bersih
Tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
27
1. Isolator dibersihkan menggunakan air dan dilap menggukan kain kasa.
Isolator kemudian dikeringkan selama 1 hari seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Proses Pengeringan Isolator Gelas pada kondisi
Bersih selama 24 jam 2.
Isolator dimaksukan ke dalam kotak kaca tertutup dan kelembaban, temperatur dan tekanan udara diukur.
3. Peralatan dirangkai seperti rangkaian percobaan pada Gambar 3.10.
4. Air dimasak didalam ketel listrik sampai mendidih. Kemudian uap air
dimasukkan ke dalam ruang kabut hingga didapat kelembaban udara hingga mencapai 99 RH.
5. Suhu dan tekanan udara diukur.
6. Saklar utama S1 ditutup dan autotrafo diatur hingga tegangan keluarannya
nol. 7.
Saklar sekunder S2 ditutup. 8.
Tegangan keluaran autotrafo dinaikkan secara bertahap sampai terjadi flashover pada isolator.
9. Pada saat yang bersamaan, tegangan V dicatat dan saklar S1 dan S2 dibuka.
Universitas Sumatera Utara
28
10. Suhu, tekanan dan kelembaban udara diukur kembali. Jika nilai kelembaban
masih tetap, diulang langkah 6-9 kembali. Jika nilai kelembaban berubah, maka diatur sesuai dengan nilai yang diinginkan.
11. Langkah 10 diulang sampai 4 kali sampai diperoleh lima data tegangan
flashover pada kondisi kelembaban 99 1,5 RH. 12.
Kemudian lubang uap dibuka agar kelembaban udara di ruang kabut turun hingga mencapai nilai 95,5 1,5 RH. Kemudian langkah 5-11 diulang
hingga diperoleh 5 data tegangan flashover pada kondisi kelembaban 95,5 1,5 RH.
13. Langkah 12 dilakukan untuk kondisi kelembaban udara 92 1,5 RH,
88,5 1,5 RH dan 85,8 1,5 RH. 14.
Isolator dikeluarkan dari ruang kabut.
III.3.2.2 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi Terpolusi dengan Tingkat Pengotoran Ringan
Tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1.
Membuat larutan pengotor isolator sesuai dengan ketentuan yang ada, yaitu dengan mencampurkan 6 liter air, 40 gr kaolin, dan 100 gr karbon murni
dalam wadah ember. Bahan utama yang dilarutkan dalam air yaitu kaolin dan polutan karbon murni seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.12.
Universitas Sumatera Utara
29
a Kaolin
b Karbon Gambar 3.12 Bahan yang Dilarutkan dalam Larutan Polutan
2. Isolator dicelupakan kedalam larutan pengotor, dan didiamkan beberapa
menit agar karbon yang terlarut menemper di permukaan isolator. 3.
Kemudian isolator diangkat dan dikeringkan selama 24 jam. 4.
Diulang langkah 2-14 pada sub bab III.3.2.1 di atas sehingga diperoleh lima data tegangan flashover untuk masing-masing kelembaban udara udara 99
1,5 RH, 95.5 1,5 RH, 92 1,5 RH, 88,5 1,5 RH dan 85,8 1,5 RH.
5. Ke dalam suatu ember dimasukkan air 1700 ml, dan 1 buah kain kasa untuk
membersihkan polutan dari isolator. 6.
Diukur suhu air �. Kemudian larutan pencuci isolator diukur
konduktivitasnya menggunakan conductivitymeter seperti pada gambar yang diambil di laboratorium.
7. Air pencuci dimasukkan kembali di dalam ember. Kemudian air dibagi
menjadi dua, 1500 ml dalam ember untuk pencucian isolator dan 200ml air dalam gelas ukur untuk membilas isolator.
8. Isolator yang telah dikeluarkan dari ruang kabut dimasukkan ke dalam ember.
Universitas Sumatera Utara
30
9. Semua permukaan isolator dilap dengan kain kasa sampai bersih kemudian
dibilas dengan air pembilas 200 ml. 10.
Diukur suhu larutan terpolusi dan diukur konduktivitasnya dengan menggunakan conductivitymeter sehingga diperoleh konduktivitas larutan
�
2
yang mengandung polutan. 11.
Konduktivitas air ledeng dan konduktivitas air polutan pada suhu 20 C dihitung dengan persamaan 3.1 berikut: [2]
�
20
= �
�
[ 1 – b � - 20]
3.1
Dimana: � = suhu larutan
�
�
= konduktivitas larutan saat suhu � Sm
�
20
= konduktivitas larutan saat suhu 20 Sm � = factor koreksi suhu � yang dapat dilihat pada table Tabel 3.1
Tabel 3.1 Faktor koreksi suhu
� b
5 0,03156
10 0,02817
20 0,02277
30 0,01905
Catatan : Untuk suhu yang lain, nilai b diperoleh melalui interpolasi
Universitas Sumatera Utara
31
12. Dihitung salinitas air ledeng
�
1
dan air polutan �
1
dengan persamaan 3.2 berikut: [2]
D = 5,7
� �
20 1,03
3.2 Dimana:
D = salinitas larutan mg ��
3
�
20
= konduktivitas larutan saat suhu � Sm
13. Dihitung ESDD dalam satuan mg
��
2
dengan persamaan 3.3
[1]
. Hasil perhitungan diberikan pada lampiran B.
ESDD = Vol x
�2−�1 �
3.3 Dimana:
D
1
= Salinitas air ledeng mg ��
3
D
2
= Salinitas air polutan mg ��
3
Vol = volume air ml
A = luas permukaan isolator
��
2
14. Jika ESDD di luar batas bobot polusi ringan, misalnya termasuk dalam
tingkat bobot sedang, maka data diatas dapat dipergunakan untuk bobot polusi isolator sedang dan eksperimen diulang kembali dengan mengurangi
takaran karbon.
III.3.2.3 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi Terpolusi dengan Tingkat Pengotoran Sedang
Tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
32
1. Membuat larutan pengotor isolator sesuai dengan ketentuan yang ada yaitu
dengan mencampurkan 6 liter air, 40 gr kaolin, dan 300 gr karbon murni ke dalam wadah ember. Isolator yang telah terpolusi seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Isolator Terpolusi dengan Tingkat Bobot Sedang 2.
Diulang langkah 2-14 pada subbab III.3.2.2 di atas sehingga diperoleh lima data tegangan flashover untuk masing-masing kelembaban udara 99 1,5
RH, 95.5 1,5 RH, 92 1,5 RH, 88,5 1,5 RH dan 85,8 1,5 RH.
3. Jika ESDD diluar batas bobot pulusi kondisi sedang, misalnya masuk dalam
kategori ringan, maka eksperimen diulang kembali dengan menambahkan takaran karbon semula. Jika termasuk dalam kategori berat, maka data diatas
dapat digunakan untuk tingkat bobot polusi berat dan eksperimen diulang kembali dengan mengurangi takaran karbon semula.
Universitas Sumatera Utara
33
III.3.2.4 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi Terpolusi dengan Tingkat Pengotoran Berat
Tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1.
Membuat larutan pengotor isolator sesuai dengan ketentuan yang ada yaitu dengan mencampurkan 6 liter air, 40 gr kaolin, dan 700 gr karbon murni ke
dalam wadah ember. Isolator yang telah terpolusi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Isolator Terpolusi untuk Tingkat Bobot Berat 2.
Diulang langkah 2-14 pada sub bab III.3.2.2 di atas sehingga diperoleh lima data tegangan flashover untuk masing-masing kelembaban udara 99 1,5
RH, 95.5 1,5 RH, 92 1,5 RH, 88,5 1,5 RH dan 85,8 1,5 RH.
3. Jika ESDD diluar batas bobot pulusi kondisi sedang, misalnya masuk dalam
kategori sedang, maka eksperimen diulang kembali dengan menambahkan takaran karbon semula. Jika termasuk dalam kategori berat, maka data diatas
dapat digunakan untuk tingkat bobot polusi sangat berat dan eksperimen diulang kembali dengan mengurangi takaran karbon semula.
Universitas Sumatera Utara
34
BAB IV HASIL DAN ANALISIS PENELITIAN
Kategori