28
BAB III
METODOLOGI PENELTIAN
3.1. Umum
Metode penelitian ini merupakan suatu langkah yang harus ditempuh dalam kegiatan penelitian agar pengetahuan yang akan dicapai dari suatu
penelitian dapat memenuhi harga ilmiah. Dengan demikian penyusunan metode ini dimaksudkan agar peneliti dapat menghasilkan suatu kesimpulan yang dapat
dipertanggungjawabkan secara ilmiah. Metode penelitian ini mencakup beberapa hal yang masing-masing menentukan keberhasilan pelaksanaan
penelitian guna menjawab permasalahan guna disampaikan dalam penelitian, langkah-langkah yang telah ditetapkan adalah penetapan tempat dan waktu
penelitian, penetapan prosedur percobaan, dan membuat flowchart pengujian. 3.2.Tempat dan Waktu.
Penelitian dilaksanakan mulai dari tanggal 20 Juni 2016 sampai bulan Juli 2016 dan bertempat di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Universitas
Sumatera Utara.
3.3.Bahan dan Peralatan.
Adapun peralatan yang digunakan dalam menyelesaikan penelitian ini adalah : 1.
Wadah Penampung gas Nitrogen. Gas nitrogen didapatkan dari outlet Green Nitrogen. Mesin generator
nitrogen pada outlet ini menghasilkan nitrogen dengan kemurnian 95-99,5 dan memiliki sertifikat resmi yang dapat dilihat pada lampiran 2. Wadah yang
digunakan untuk gas nitrogen merupakan tabung yang telah dimodifikasi sedemikian rupa agar dapat diisi dengan gas nitrogen komersial. Tabung
Universitas Sumatera Utara
29
terlebih dahulu di vacuum agar 100 kosong, kemudian diisi dengan gas nitrogen seperti Gambar 3.1 berikut.
Gambar 3.1 Wadah penampung gas Nitrogen
2. High Voltage Test Set Model ET-1010 Trafo uji.
Gambar 3.2 berikut ini merupakan trafo uji yang digunakan.
Gambar 3.2 Trafo uji
Universitas Sumatera Utara
30
Trafo uji ini sudah dilengkapi dengan alat pengukur tegangan tinggi yang ditempatkan pada panel kontrol. Pada auto transformator disediakan juga
terminal untuk alat ukur eksternal. Auto transformator dapat dilihat pada Gambar 3.3 sebagai berikut.
Gambar 3.3 Auto Transformator
3. Voltmeter AC 1 set.
Pada panel kontrol disediakan terminal untuk alat ukur eksternal, sehingga tegangan tembus dari sampel gas Nitrogen dapat diukur melalui
terminal tersebut.Agar hasil pengukuran lebih akurat, maka digunakanlah voltmeter eksternal. Voltmeter AC dapat dilihat pada gambar 3.4 sebagai
berikut.
Universitas Sumatera Utara
31
Gambar 3.4 Voltmeter AC
4. Pompa Vacuum Vacuum Pump
Alat ini digunakan untuk menyedot atau memvakumkan kandungan udara yang ada didalam tabung percobaan dan wadah penampung gas
Nitrogen. Dan alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.5 sebagai berikut.
Gambar 3.5 Pompa Vacuum
Universitas Sumatera Utara
32
Adapun spesifikasi dari pompa vakum yaitu sebagai berikut : 1. Model RV-001.
2. Putaran 400 RPM. 3. Motor 0,2 KV dengan frekuensi 50-60 HZ.
4. 4 Kutub pada 100 Volt untuk 5,5 Amp dan 110 Volt untuk 4,8 Amp. 5.
Tahanan peredam 43 kΩ 1 set. Tahanan peredam digunakan untuk mencegah terjadinya osilasi
tegangan tinggi saat terjadi percikan pada elektroda. Tahanan peredam yang digunakan adalah sebesar 43 Kohm 60 watt. Tahanan peredam yang digunakan
dapat dilihat pada Gambar 3.6 sebagai berikut.
Gambar 3.6 Tahanan peredam
6. Elektroda bola-bola.
Elektroda bola-bola yang digunakan sebanyak 2 buah dan masing- masing berdiameter 5 cm. Gambar di bawah menunjukkan 1 set elektroda
bola-bola yang digunakan. Dapat dilihat pada Gambar 3.7 sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
33
Gambar 3.7 Elektroda Bola-bola
7. Wadah pengukuran gas Nitrogen Vacuumeter
Wadah pengukuran gas Nitrogen yang digunakan memiliki diameter 15 cm dan tinggi 80 cm. Wadah pengukuran ini juga sudah dipasang barometer
yang bisa mengukur tekanan gas sampai 5 bar. Gambar 3.8 berikut ini menunjukkan wadah pengukuran yang digunakan.
Gambar 3.8 Wadah Pengukuran gas Nitrogen
Universitas Sumatera Utara
34
3.4.Rangkaian percobaan.
Keterangan:
AT = Autotrafo
TU = Trafo Uji
Rp = Tahanan Peredam
PT = Trafo Uji
MCB = Saklar Utama M1
= Saklar HVTS OCR = Over current Relay type instanteous
LAMP = Lampu Indikator
Gambar 3.9 Rangkaian Percobaan
Universitas Sumatera Utara
35
3.5.Prosedur Percobaan.
Prosedur yang dilakukan pada percobaan ini adalah : 1.
Peralatan disiapkan dan rangkaian pengujian dibuat seperti Gambar 3.1. 2.
Elektroda bola-bola 1 set dimasukkan ke dalam wadah pengukuran gas Nitrogen vacuumeter dan diatur jarak sela di antara elektroda sebesar 1
cm. 3.
Dimasukkan sampel pertama gas Nitrogen dari tabung ke dalam wadah pengukuran yang telah divakumkan sebelumnya dan diatur tekanan gas
Nitrogen sampai 1 bar. 4.
Wadah pengukuran dihubungkan ke trafo uji. 5.
Dinaikkan tegangan dari trafo uji sampai gas Nitrogen mengalami tembus listrik kemudian dicatat nilai tegangan tembusnya.
6. Kemudian dilakukan hal yang sama sampai 50 kali tembus listrik.Setelah
itu, gas nitrogen yang sudah selesai diteliti, dibuang dan diisi dengan sampel kedua. Lakukan hal yang sama sampai sampel kelima gas Nitrogen
7. Setelah kelima sampel diuji dan data dicatat,percobaan dilanjutkan dengan
memasukkan gas nitrogen dengan variasi tekanan 2,3,4,dan 5 bar kemudian ulangi prosedur 3 sampai 6.
8. Percobaan selesai.
Universitas Sumatera Utara
36
3.6.Diagram Alir Percobaan.
Mulai
Sampel gas Nitrogen dengan
tekanan 1 sampai 5 bar
Dilakukan pengujian hingga 50 kali tembus
Ulangi untuk sample ke n?
Selesai
YA
YA TIDAK
TIDAK Peralatan Percobaan
Dirangkai sesuai dengan Rangkaian
Tegangan dinaikkan hingga gas tembus
listrik
Tegangan tembus dicatat
Hitung rata-rata tegangan tembus
Gambar 3.10. Diagram alir percobaan
Universitas Sumatera Utara
37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah didapat hasil percobaan yang terlampir pada Lampiran 1 bagian a-e, dihitung nilai kuat medan listrik maksimum yang timbul di antara elektroda bola-
bola kemudian didapat nilai kekuatan dielektrik gas Nitrogen. Sebelum menghitung kuat medan listrik di antara elektroda bola-bola, maka
terlebih dahulu dihitung nilai faktor effiensi dari elektroda bola-bola. Nilai
faktor effiensi η adalah : •
Jarak sela bola-bola d = 1 cm •
r = jari-jari elektroda bola •
� =
�+� �
=
1+2,5 2,5
= 1,4 •
q = 1 •
Dengan metode intrpolasi,dicari nilai x seperti tabel berikut ini. Tabel 4.1 Interpolasi mencari nilai efisiensi.
p q=1
1 1
1,4 x
1,5 0,924
Maka nilai x adalah 1,4
− 1 1,5
− 1 =
� − 1 0,924
− 1 0,4
0,5 =
� − 1 −0,076
Universitas Sumatera Utara
38
0,5 � − 0,5 = −0,0304
� = 0,4696
0,5 = 0.9392
Maka nilai faktor effisiensi untuk jarak sela bola-bola 1 cm adalah 0,9392. Untuk mendapatkan kekuatan dielektrik dari gas nitrogen dilakukan
perhitungan untuk 1 kali tegangan tembus untuk 5 sampel,maka digunakan rumus: ��
��������
= �
���
= ��
�� Dimana berdasarkan teori,batas kekuatan dielektrik untuk gas Nitrogen
adalah 30 kVcm
4.1. Pengujian Kekuatan Dielektrik Gas Nitrogen 1 Bar
Kategori