Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Terpolusi

21 Kemudian hitung konsetrasi garam dalam suatu larutan pada temperatur 20 C, dapat di hitung dengan Persamaan 2.6 dibawah [2] : 2.6 Dimana : D = konsentrasi garam kgm 3 Ѳ 20 = konduktivitas larutan pada temperatur 20 C Sm Kemudian setelah konsentrasi garam dalam larutan dan luas permukaan isolator diketahui, maka ESDD dihitung dengan Persamaan 2.7 di bawah [2]: 2.7 Dimana : K = ESDD mgcm 2 G = volume air destilasi dalam gelas ukur cm 3 A = luas permukaan isolator cm 2

2.3 Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Terpolusi

Karakteristik suatu isolator hantaran udara yang terpenting adalah tegangan ketahanan withstand voltage dan tegangan lewat denyar pada kondisi isolator terpolusi. Dalam keadaan bersih nilai tahanan permukaan sangat besar sehingga arus bocor sangat kecil. Tetapi apabila dalam kondisi cuaca hujan ataupun keadaan udara yang lembab, tahanan permukaan semakin rendah sehingga arus bocor semakin besar. Universitas Sumatera Utara 22 Salah satu yang menyebabkan kegagalan isolator dalam melaksanakan fungsinya adalah karena adanya polutan pada permukaan isolator. Polutan yang terkandung di udara dapat menempel pada permukaan isolator dan berangsur- angsur membentuk suatu lapisan tipis pada permukaan isolator. Polutan dapat berupa debu, asap kendaraan, garam, kotoran burung, benang layangan yang menempel pada permukaan isolator, dan lain lain. Unsur polutan yang paling berpengaruh terhadap unjuk kerja isolator adalah garam yang terbawa oleh angin. Lapisan garam ini bersifat konduktif terutama pada keadaan cuaca lembab, berkabut atau pada saat hujan gerimis. Jika cuaca seperti itu terjadi maka akan mengalir arus bocor dari kawat fasa jaringan ke tanah melalui lapisan konduktif yang menempel di permukaan isolator dan tiang penyangga. Pada Gambar 2.9 ditunjukkan suatu isolator pendukung yang permukaannya dilapisi polutan konduktif dan rangkaian ekivalennya. Gambar 2.9 Isolator Terpolusi dan Rangkaian Ekivalennya Universitas Sumatera Utara 23 Lapisan polutan konduktif tersebut dapat dianggap sebagai suatu tahanan yang menghubungkan kedua jepitan logam isolator. Tahanan lapisan polutan jauh lebih rendah daripada tahanan dielektrik padat isolator. Jika jepitan a bertegangan dan jepitan d dibumikan, maka arus bocor I b akan mengalir melalui lapisan konduktif dari jepitan a ke d, sedang arus yang melalui dielektrik padat diabaikan. Arus bocor ini akan menimbulkan panas yang besarnya sama dengan kuadrat arus bocor dikali dengan tahanan permukaan dari a ke d. Panas yang terjadi akan mengeringkan lapisan polutan dan pengeringan awal terjadi pada kawasan permukaan isolator yang berdekatan dengan jepitan logam isolator karena dikawasan ini dijumpai konsentrasi arus lebih tinggi. Pengeringan tersebut akan membuat tahanan lapisan polutan di kawasan jepitan isolator semakin besar. Misalkan lapisan polutan yang sudah kering adalah sepanjang a-b dan tahanannya adalah R ab . Akibatnya beda tegangan pada lapisan polutan yang kering V ab semakin besar dan menimbulkan kuat medan elektrik di sekitarnya naik. Jika kuat medan elektrik ini melebihi kekuatan dielektrik udara di sekitar isolator, maka akan terjadi peluahan dari titik a ke titik b. Busur api akibat peluahan ini membuat lapisan polutan yang kering a-b terhubung singkat, akibatnya arus bocor semakin besar. Arus bocor ini akan memanaskan lapisan polutan yang masih basah dan proses seperti di atas terulang lagi sehingga terjadi peluahan dari titik b ke titik c. Akibatnya panjang busur api akibat peluahan semakin bertambah, yaitu dari a ke c. Demikian seterusnya secara berangsur-angsur busur api semakin panjang dan saat Universitas Sumatera Utara 24 busur api telah menghubungkan kedua jepitan logam isolator a-d, maka terjadilah peristiwa lewat denyar pada isolator [1]. Tegangan flashover atau lewat denyar pada isolator terpolusi akan dipengaruhi oleh kondisi udara di sekitarnya, terutama tekanan dan temperatur udara. Selain itu jarak rambat isolator juga akan mempengaruhi besar tegangan flashover isolator. Jarak rambat merupakan kriteria standar yang digunakan untuk memprediksi kemampuan isolator saat tepolusi [8]. Lewat denyar atau flashover akan terjadi setelah busur api menjangakau daripada keseluruhan jarak rambat isolator L pada Gambar 2.10 [8,9]. Gambar 2. 10 Jarak Rambat Isolator Hubungan tegangan flashover dengan jarak rambat isolator dapat dinyatakan dengan Persamaan 2.8 [10]: 2.8 Dimana : V f = Tegangan flashoverlewat denyar isolator kV L = Jarak rambat isolator cm s = Konduktivitas permukaan isolator μScm N dan n = Konstanta busur api 30 ≤ N ≤ 200 dan 0,45 ≤ n ≤1,30 Universitas Sumatera Utara 25 Dari Persamaan 2.8 dapat dilihat hubungan antara tegangan flashover dengan jarak rambat isolator berbanding lurus ketika konduktivitas permukaan isolator dan konstanta busur api konstan.

2.4 Benang Layangan Pada Isolator Terpolusi