Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Kesalahan Pengukuran Tegangan Tinggi Dengan Elektroda Bola-Bola

TUGAS AKHIR

PENGARUH OBJEK SEKITAR TERHADAP KESALAHAN PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI DENGAN ELEKTRODA BOLA-BOLA

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh NIM : 040402028 HERI PUTRA KETAREN

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Untuk mengukur tegangan tinggi diperlukan alat ukur yang memiliki kemampuan dapat menghindari Masalah-masalah yang akan terjadi jika meningkat besarnya tegangan listrik, misalanya jika tegangan yang diukur adalah ratusan atau bahkan kilovolts dan megavolts. Kesulitan terutama terkait dengan struktur besar alat ukur yang diperlukan untuk mengendalikan medan listrik, untuk menghindari flashover dan kadang-kadang mengendalikan disipasi panas dalam sirkuit. Jadi perangkat dan instrumen untuk mengukur tegangan tinggi dan arus berbeda jauh dari tegangan rendah

Salah satu alat ukur yang digunakan adalah elektroda bola bola. Alat ukur ini mudah di dapat karena dapat dijangkau harganya secara ekonomis. Dalam melakukan pengukuran tegangan tinggi dangan menggunakan elektroda bola bola yang disusun secara vertikal maupun horizontal dengan jarak sela yang tetap dan jarak elektroda bola di dengan objek sekitar yang berbeda di peroleh tegangan tembus yang berbeda, jika hal ini di bandingkan dengan hasil perhitugan tegangan tembus secara manual maka di dapat nilai yang berbeda.Perbedaan tersebut menjadi faktor kesalahan pengukuran yang dapat dinyatakan dalam persen kesalahan .

Diharapkan persen kesalahan tersebut dapat menjadi acuan dalam menentukan jarak objek sekitar dengan elektroda bola yang diijinkan dengan meminimalkan kesalahan dalam pengukuran tegangan tinggi.

DAFTAR ISI

ABSTRAK ………... i

KATA PENGANTAR………. ii

DAFTAR ISI ………... iv

DAFTAR GAMBAR ……….. vi

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah...1

I.2 Tujuan Dan Manfaat Penulisan...1

I.3 Rumusan Masalah...2

I.4 Batasan Masalah...2

I.5 Metode Penulisan...3

I.6 Sistematika Penulisan...3

BAB II TEGANGAN TINGGI II.1 Umum...5

II.2 Tegangan Tinggi AC...7

II.3 Mekanisme Terjadinya Tegangan Tembus Listrik...8

BAB III ELEKTRODA BOLA

III.1 Umum...10 III.2 Pengukuran Tegangan Tinggi Dengan Elektroda Bola Standar...13 III 2.1. Pengukuran Dengan Susunan Elektroda Bola Secara Horizontal...14 III 2.2. Pengukuran Dengan Susunan Elektroda Bola Secara Vertikal...15 III.3 Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Pengukuran Elektroda Bola-Bola...16 III.3.1 Distribusi Medan Listrik Dari Elektroda Ke Objek Sekitar...18 III.3.2 Distribusi Tegangan akibat Pengaruh Jarak Objek Sekitar

terhadap Elektroda Bola...21

BAB IV ANALISA PENGARUH JARAK OBJEK SEKITAR DENGAN ELEKTRODA BOLA-BOLA TERHADAP TEGANGAN TEMBUS IV.1 Umum...22 IV.2 Data Percobaan Dan Hasil Perhitungan Tegangan Tembus...23 IV.3 Analisa Hasil Perhitungan...43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan...44 V.2 Saran...44

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

2.1. Medan Elektrik Dalam Dielektrik………9

3.1. Susunan Elektroda Bola Secara Horisontal………...14

3.2. Susunan Elektroda Bola Secara Vertikal………...16

3.3. Objek di Sekitar Elektroda Bola...17

3.4. Kapasitansi Antara Elektroda Bola Dengan Objek Sekitar...17

3.5. Contoh Untuk Medan Dua Dimensi Dengan Garis Medan dan Garis Ekuipotensial...19

ABSTRAK

Untuk mengukur tegangan tinggi diperlukan alat ukur yang memiliki kemampuan dapat menghindari Masalah-masalah yang akan terjadi jika meningkat besarnya tegangan listrik, misalanya jika tegangan yang diukur adalah ratusan atau bahkan kilovolts dan megavolts. Kesulitan terutama terkait dengan struktur besar alat ukur yang diperlukan untuk mengendalikan medan listrik, untuk menghindari flashover dan kadang-kadang mengendalikan disipasi panas dalam sirkuit. Jadi perangkat dan instrumen untuk mengukur tegangan tinggi dan arus berbeda jauh dari tegangan rendah

Salah satu alat ukur yang digunakan adalah elektroda bola bola. Alat ukur ini mudah di dapat karena dapat dijangkau harganya secara ekonomis. Dalam melakukan pengukuran tegangan tinggi dangan menggunakan elektroda bola bola yang disusun secara vertikal maupun horizontal dengan jarak sela yang tetap dan jarak elektroda bola di dengan objek sekitar yang berbeda di peroleh tegangan tembus yang berbeda, jika hal ini di bandingkan dengan hasil perhitugan tegangan tembus secara manual maka di dapat nilai yang berbeda.Perbedaan tersebut menjadi faktor kesalahan pengukuran yang dapat dinyatakan dalam persen kesalahan .

Diharapkan persen kesalahan tersebut dapat menjadi acuan dalam menentukan jarak objek sekitar dengan elektroda bola yang diijinkan dengan meminimalkan kesalahan dalam pengukuran tegangan tinggi.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Tegangan tinggi dapat dibedakan berdasarkan bentuk gelombangnya, yaitu tegangan tinggi AC, DC, dan impuls. Tegangan tinggi tersebut dapat dibangkitkan dengan menggunakan alat pembangkit tegangan tinggi, AC, DC, dan Impuls di laboratorium tegangan tinggi. Tegangan tinggi tersebut dapat diukur besarnya dengan menggunakan alat ukur tegangan tinggi yaitu dengan elektroda bola standar, pembagi tegangan kapasitor, trafo ukur, pembagi tahanan volmeter elektrostatik, voltmeter puncak, chubb & fortesque.

Sering kali dalam pengukuran tegangan tinggi dengan menggunakan elektroda bola standar, terjadi kesalahan pengukuran tegangan tembus. Hal ini dipengaruhi oleh keadaan suhu , kelembaban udara, ketinggian elektroda bola diatas permukaan tanah serta objek sekitar. Terjadinya tegangan tembus pada sela bola diawali dengan adanya medan elektrik. Dimana , jika tegangan kekuatan dielektrik udara lebih kecil dari medan elektrik pada udara tersebut , maka terjadilah tegangan tembus pada udara tersebut. Oleh karena itu pengaruh objek di sekitar elektroda terhadap tegangan tembus pada sela bola perlu di teliti lebih dalam pembahasannya.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan

Adapun tujuan utama penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Mengetahui distribusi tegangan yang terjadi pada kapasitansi antara elektroda bola dengan objek sekitar

2. Mengetahui jarak objek sekitar dengan elektroda bola dengan meminimalkan persen kesalahan pengukuran tegangan tinggi.

Manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah dengan mengetahui distribusi tegangan pada kapasitansi antara elektroda bola dengan objek sekitar maka keakuratan dalam pengukuran tegangan tinggi dapat tercapai.

1.3 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan yaitu : 1. Bagaimana mekanisme terjadinya tembus udara

2. Bagaimana pengukuran tegangan tinggi dengan menggunakan elektroda bola standar

3. Bagaimana pengaruh keadaan udara pada pengukuran tegangan tinggi dengan elektroda bola.

4. Bagaimana pengaruh objek sekitar terhadap pengukuran tegangan tinggi dengan elektroda bola.

5. Bagaimana pegaruh kapasitansi yang terbentuk antara objek sekitar dengan elektroda bola terhadap tegangan tembus pada sela bola.

1.4 Batasan Masalah

Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas, maka penulis akan membatasi Tugas Akhir ini dengan hal – hal sebagai berikut :

2. Elektroda bola standar yang digunakan adalah elektroda bola yang ada di laboratorium tegangan tinggi jurusan Teknik Elektro Fakultas teknik – Universitas Sumatera Utara.

3. Jenis tegangan yang digunakan adalah tegangan tinggi AC. 4. Jarak sela bola yang digunakan adalah 2; 2,5; 3; 3,5; 4 cm. 5. Objek sekitar yang digunakan adalah plat seng yang berukuran 35,5 cm X 21 cm.

6. Tinggi objek dari permukaan tanah adalah 29,5 cm.

1.5. Metode Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis pada penulisan Tugas Akhir ini adalah Studi Literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan kajian dari jurnal-jurnal pendukung baik dalam bentuk hard copy maupun soft copy serta pengambilan data pada Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi.

1.6 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.

Bab ini menjelaskan tegangan tinggi yang diuji yaitu teganagn tinggi AC, DC dan Impuls, serta mekanisme pengukuran tegangan tinggi

BAB III ELEKTRODA BOLA STANDAR

Bab ini menjelaskan teori bola standar, medan listik yang terjadi antara elektroda bola standar dengan objek sekitar, mekanisme terjadinya breakdown pada sela bola, metode pengukuran elektroda bola yang disusun secara vertikal,

BAB IV PERHITUNGAN PENGARUH JARAK OBJEK SEKITAR DENGAN ELEKTRODA BOLA-BOLA TERHADAP

TEGANGAN TEMBUS

Bab ini menjelaskan pengaruh jarak objek sekitar dengan elektroda bola

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

BAB II

TEGANGAN TINGGI

2.1 Umum

Pengukuran tegangan tinggi berbeda dengan pengukuran tegangan rendah, sehingga perlu penjelasan khusus mengenai pengukuran ini. Ada tiga jenis tegangan tinggi yang akan diukur dalam pengujian tegangan tinggi, yaitu tegangan tinggi bolak-balik, tegangan tinggi searah, dan tegangan tinggi impuls. Pengujian tegangan tinggi pada umumnya diperlukan untuk mengetahui apakah peralatan tegangan tinggi yang diuji masih memenuhi standar kualitas dan kebutuhan yang dispesifikasikan pada peralatan tersebut.

Lingkup studi teknik tegangan tinggi mencakup semua masalah seperti studi tentang korona, teknik isolasi, tegangan lebih pada sistem tenaga listrik, proteksi tegangan lebih, dan lain-lain. Dengan begitu banyaknya masalah yang mencakup

tegangan tinggi, maka dibutuhkanlah pengujian tegangan tinggi dengan maksud sebagai berikut:

1. Untuk meneliti sifat-sifat listrik dielektrik yang baru ditemukan, sebagai usaha dalam menemukan bahan isolasi yang lebih murah.

2. Untuk verifikasi hasil rancangan isolasi baru, yaitu hasil rancangan yang telah dikurangi volume isolasinya.

3. Untuk memeriksa kualitas peralatan sebelum terpasang, hal ini dilakukan untuk menghindarkan kerugian bagi pemakai peralatan.

4. Untuk memeriksa kualitas peralatan setelah beroperasi dalam rangka mengurangi kerugian semasa pemeliharaan.

Perlunya pengujian tegangan tinggi seperti diuraikan di atas menuntut adanya cabang studi tegangan tinggi yang membahas khusus pengujian tegangan tinggi. Studi ini akan mempelajari cara kerja dan karakteristik peralatan-peralatan uji tegangan tinggi dan prosedur pengujian yang telah distandarisasi.

Adapun peralatan-peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian tegangan tinggi adalah:

1. Pembangkit tegangan tinggi yang terdiri atas: pembangkit tegangan tinggi ac, pembangkit tegangan tinggi dc, dan pembangkit tegangan tinggi impuls.

2. Alat ukur tegangan tinggi yang terdiri atas alat ukur tegangan tinggi dc, alat ukur tegangan tinggi ac, dan alat ukur tegangan tinggi impuls.

3. Alat pengukur sifat listrik dielektrik, antara lain alat ukur rugi-rugi dielektrik, alat ukur tahanan isolasi, alat ukur konduktivitas, dan alat ukur peluahan parsial.

2.2 Tegangan Tinggi AC

Dalam laboratorium diperluka n tegangan tinggi bolak-balik untuk percobaan dan pengujian dengan arus bolak-balik serta untuk membangkitkan tegangan tinggi searah dan pulsa. Trafo uji yang biasa digunakan untuk keperluan tersebut memiliki daya yang lebih rendah serta perbandingan belitan yang jauh lebih besar daripada trafo daya. Arus primer biasanya disulang dengan ototrafo sedangkan untuk kasus khusus disulang dengan pembangkit sinkron.

Hampir semua pengujian dan percobaan dengan tegangan tinggi bolak-balik mensyaratkan nilai tegangan yang teliti. Hal tersebut umumnya hanya akan terpenuhi jika pengukuran dilakukan pada sisi tegangan tinggi; untuk itu telah disusun berbagai cara dalam mengukur tegangan tinggi bolak-balik.

Bentuk V(t) untuk tegangan tinggi bolak-balik sering menyimpang dari bentuk sinus. Dalam teknik tegangan tinggi, nilai puncak Vˆ dan nilai efektif Vef memiliki arti yang sangat penting :

dt t V T V

T rms =

∫

0

2 ) ( 1

Untuk pengujian tegangan tinggi besaran

2

∧

V _{didefinisikan sebagai tegangan uji. Di}

sini diandaikan bahwa penyimpangan bentuk tegangan tinggi dari bentuk sinus masih

dalam batas yang diijinkan. Untuk sinusoidal murni V =V_rms

∧

2.3 Mekanisme Terjadinya Tegangan Tembus Listrik

Suatu dielektrik tidak mempunyai elektron bebas, melainkan elektron-elektron yang terikat pada inti atom unsur yang membentuk dielektrik tersebut. Setiap dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan elektrik. Pada gambar 2.1 ditunjukkan suatu bahan dielektrik yang ditempatkan di antara dua elektroda piring sejajar. Bila elektroda diberi tegangan searah V, maka timbul medan elektrik (E) di dalam dielektrik. Medan elektrik ini memberi gaya kepada electron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi electron bebas. Dengan kata lain, medan elektrik merupakan suatu beban yang menekan dielektrik agar berubah sifat menjadi konduktor. Jika terpaan elektrik yang dipikulnya melebihi batas tersebut dan terpaan berlangsung cukup lama, maka dielektrik akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Dalam hal ini dielektrik disebut tembus listrik atau “breakdown”. Terpaan elektrik tertinggi yang dapat dipikul suatu dielektrik tanpa menimbulkan dielektrik tembus listrik disebut kekuatan dielektrik. Jika suatu dielektrik mempunyai kekuatan dielektrik E , maka terpaan elektrik yang dapat dipikulnya adalah _k ≤ E . _k

Jika terpaan elektrik yang dipikul dielektrik melebihi E , maka di dalam _k

dielektrik akan terjadi proses ionisasi berantai yang akhirnya dapat membuat dielektrik mengalami tembus listrik. Proses ini membutuhkan waktu dan lamanya tidak tentu tetapi bersifat statistik. Waktu yang dibutuhkan sejak mulai terjadi ionisasi sampai terjadi tembus listrik disebut waktu tunda tembus (time lag). Jadi tidak selamanya terpaan elektrik dapat menimbulkan tembus listrik, tetapi ada dua syarat yang harus dipenuhi, yaitu: (1) terpaan elektrik yang dipikul dielektrik harus lebih besar atau sama dengan

V

E

Elektroda

Elektroda Dielektrik +

-Gambar 2.1. Medan elektrik dalam Dielektrik

kekuatan dielektriknya dan (2) lama terpaan elektrik berlangsung lebih besar atau sama dengan waktu tunda tembus.

Tegangan yang menyebabkan dielektrik tersebut tembus listrik disebut tegangan tembus atau breakdown voltage. Tegangan tembus adalah besar tegangan yang

menimbulkan terpaan elektrik pada dielektrik sama dengan atau lebih besar daripada kekuatan dielektriknya.

BAB III

ELEKTRODA BOLA

3.1 Umum

Pengukuran tegangan tinggi dengan elektroda bola pada kenyataannya dipengaruhi beberapa hal, salah satunya adalah keadaan udara. Dalam prakteknya, keadaan udara saat pengujian tidak selalu sama dengan keadaan standar. Oleh karena itu hasil pengukuran pada keadaan udara sembarang adalah sebagai berikut :

S

V V

^ ^

δ

=

dimana : ^

V = Tegangan sela bola pada saat pengujian (keadaan udara sembarang)

^

Vs = Tegangan tembus sela bola standar

δ = faktor koreksi udara

Faktor koreksi udara tergantung kepada suhu dan tekanan udara, besarnya adalah sebagai berikut :

θ δ

+ =

273 386 ,

0 p

dimana:

θ = temperatur udara (0C) p = tekanan udara (mmHg)

Sebenarnya kelembapan udara juga mempengaruhi tegangan tembus sela bola. Jika hal ini diperhitungkan maka tegangan tembus elektroda bola menjadi sebagai berikut :

h

k Vs V

^ ^ δ

=

Dimana k adalah faktor koreksi yang tergantung pada kelembapan udara. _h

Elektroda bola standar dibuat dengan dua bola logam yang memiliki diameter D yang identik dan memiliki kaki penopang, alat pengoperasian, dan isolator pendukung. Elektroda tersebut biasanya terbuat dari tembaga, kuningan, atau aluminium yang belakangan ini banyak digunakan karena biayanya lebih murah. Diameter standar untuk elektroda bola-bola tersebut yang adalah 2,5,10,12,15,25,50,75,100,150, dan 200cm. Jarak-jarak itu dirancang dan dipilih seperti itu agar flashover terjadi di dekat titik percik. Elektroda-elektroda itu dirancang dan diproduksi dengan hati-hati sehingga

permukaannya lembut dan memiliki kelengkungan yang seragam/sama. Jari-jari

yang ditutup oleh sebuah lingkaran 0,3D mengelilingi titik percik tidak boleh berbeda lebih ±2% dari nilai nominal. Permukaan bola harus bersih dari debu, minyak, atau pelapis lainnya. Permukaan elektroda harus dipertahankan tetap bersih tetapi tidak perlu dipoles. Jika ada lubang yang terjadi akibat tembus listrik yang berulang-ulang maka elektroda harus dibersihkan.

Untuk memperoleh ketelitian yang tinggi, hal-hal ini diperhatikan : 1. Jarak sela s< D

2. Jarak sela > 5 % jari-jari elektroda

3. Permukaan elektroda tidak boleh berdebu

4. Elektroda harus licin ( jangan dibersihkan dengan pembersih yang kasar)

5. Jarak benda disekitar elektroda >(0,25+ V/300)m.

6. Untuk mencegah osilasi saat percikan , sebuah resistor yang tahanannya > 500 ohm diserikan degan elektroda bola. Konduktor tegangan tinggi juga dirancang sehingga tidak mempengaruhi konfigurasi medan listrik. Sebuah tahanan seri biasanya dihubungkan di antara sumber listrik dan elektroda bola untuk membatasi arus yang terjadi akibat tegangan tembus dan juga memperkecil osilasi yang tidak diinginkan pada sumber tegangan listrik ketika terjadi tegangan tembus (pada kasus tegangan impuls). Nilai resistansi seri bervariasi mulai dari 100 sampai 1000 kΩ untuk ac dan tidak lebih dari 500 Ω pada kasus tegangan impuls. Pada kasus pengukuran tegangan puncak ac dan tegangan dc, tegangan yang diberikan dinaikkan secara teratur sampai terjadi tembus listrik pada sela bola.

3.2 Pengukuran Tegangan Tinggi Dengan Elektroda Bola Standar

Elektroda bola standar digunakan untuk mengukur tegangan tinggi bolak-balik, tegangan tinggi searah, dan tegangan tinggi impuls. Diameter elektroda bola terdiri atas beberapa ukuran standar, antara lain: 2 cm, 10 cm, 50 cm, bahkan ada yang berukuran sampai 200 cm. Pada keadaan udara standar, yaitu temperatur udara 200_{C tekanan} , udara 760 mmHg, dan kelembapan mutlak 11 gr m3, tegangan tembus sela bola standar untuk berbagai jarak sela bola adalah tetap. Pada umumnya sela bola lebih sering

digunakan untuk pengukuran tegangan tinggi daripada sela dengan medan yang homogen maupun sela batang. Pada beberapa kasus tertentu sela dengan medan yang homogen dan sela batang juga digunakan, namun ketelitiannya kurang. Tegangan tembus sela bola khususnya, tidak tergantung pada bentuk gelombang tegangan tinggi dan oleh sebab itu sangat cocok untuk semua jenis bentuk gelombang dari tegangan dc sampai impuls untuk kenaikan waktu yang singkat ( kenaikan waktu ≥0,5µs). Sela bola juga dapat

digunakan untuk pengukuran tegangan puncak ac pada frekuensi radio (di atas 1 MHz). Sela bola dibuat dari dua buah bola logam yang identik dengan diameter D dan memiliki alat untuk mengoperasikan dan isolator pendukung. Sela bola dapat disusun (1) secara horizontal dengan kedua sela bola dihubungkan pada sumber tegangan atau salah satunya dibumikan atau (2) secara vertical dengan sela bola yang lebih rendah atau letaknya di bawah dibumikan.

3.2.1 Pengukuran Dengan Susunan Elektroda Bola Secara Horizontal

Pada pengukuran dengan susunan elektroda bola secara horizontal, biasanya disusun dengan kedua bola simetris pada tegangan tinggi di atas permukaan tanah. Kedua bola yang digunakan harus memiliki bentuk dan ukuran yang identik. Bentuk susunan elektroda bola secara horizontal dapat ditunjukkan pada gambar 3.1. Susunan horisontal digunakan untuk diameter D < 50 cm dengan rentang tegangan yang lebih rendah sedangkan untuk diameter yang lebih besar digunakan susunan vertikal yang mengukur besar tegangan terhadap bumi. Tegangan yang akan diukur dilewatkan antara kedua sela bola dan jarak atau sela S diantara kedua bola tersebut memberikan suatu ukuran dari besarnya tegangan tembus.

Pada kasus nilai tegangan puncak ac dan pengukuran tegangan dc, tegangan yang dipakai secara keseluruhan dinaikkan sampai terjadi tembus listrik pada sela bola.

S

D

3.2.2 Pengukuran Dengan Susunan Elektroda Bola Secara Vertikal

Susunan elektroda bola secara vertikal lebih sering digunakan pada pengukuran tegangan tinggi. Berbeda dengan elektroda yang disusun secara horizontal yang lebih sering digunakan pada pengukuran tegangan yang relative lebih rendah. Bentuk susunan elektroda bola secara vertikal dapat dilihat pada gambar 3.2. Isolasi yang menopang bola di bagian atas harus berjarak kurang dari 0,5 D dengan D adalah diameter. Elektroda bola itu disokong oleh sebuah kaki logam yang bersifat konduktif yang tidak lebih dari 0,2 D dan paling sedikit sebesar D( sehingga titik percik sekurang-kurangnya berjarak 2 D dari ujung yang lebih rendah isolator bagian atas).

Tegangan tinggi harus tidak boleh lewat dekat dengan elektroda yang ada di atas. Idealnya tegangan tersebut harus dialirkan dari kaki elektroda menjauh melalui sebuah bidang datar yang tegak lurus dengan kaki paling tidak 1 D dari elektroda. Elektroda yang terletak di bawah harus berjarak paling sedikit 1,5 D di atas permukaan tanah.

S

D

3.3. Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Pengukuran Elektroda Bola-Bola

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan tembus pada pengukuran dengan elektroda bola diantaranya adalah:

(1) objek di sekitar elektroda bola, (2) kondisi dan kelembapan udara,

(3) penyinaran dengan ultra-violet atau sinar x,

(4) polaritas dan kenaikan waktu gelombang tegangan.

Tugas Akhir ini membahas bagaimana pengaruh keberadaan objek-objek di sekitar elektroda bola terhadap pengukuran tegangan tinggi dengan menggunakan elektroda bola-bola. Pengaruh jarak objek sekitar terhadap elektroda bola diperlihatkan pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. Objek disekitar elektroda bola Elektroda

Bola

Objek Sekitar

Jika objek sekitar diletakkan pada jarak tertentu dengan elektroda bola maka akan terbentuk kapasitansi antara elektroda bola dengan objek yang ada di sekitar seperti pada plat sejajar seperti pada gambar 3.4.

Gambar 3.4. Kapasitansi antara elektroda bola dengan objek sekitar

Besar kapasitansi yang terbentuk adalah:

C= d A

ε

Dimana : A = luas permukaan bola

ε = permitivitas hampa udara 8.825 x 10.12 d = jarak bola dengan objek sekitar.

C= kapasitansi

Kapasitansi yang terbentuk antara objek sekitar dengan elektroda bola mempengaruhi tegangan tembus pada selabola. Yang disebabkan oleh medan .listrik dari elektroda bola ke objek sekitar. Jika jarak elektroda bola dengan objek sekitar semakin besar maka kapasitansi yang terbentuk antara elektroda dengan objek semakin kecil, maka arus bocor yang terbentuk antara elektroda bola ke objek juga semakin kecil.

3.3.1. Distribusi Medan Listrik dari Elektroda Bola ke Objek Sekitar

Ukuran terpaan elektrik pada suatu dielektrik ialah kuat medan elektrik yang sangat penting untuk ditentukan dalam teknologi tegangan tinggi. Yang dimaksudkan dengan ketahanan elektrik dari suatu bahan isolasi ialah nilai kuat medan yang masih diijinkan pada kondisi-kondisi tertentu seperti misalnya jenis tegangan, tempo penerpaan, suhu atau kelengkungan elektroda. Batas ketahanan elektrik medium isolasi akan tercapai jika nilai kuat medan tembus bahan tersebut telah terlampaui pada sembarang titik. Karena itu maka penentuan kuat medan maksimum memiliki arti yang sangat penting.

Lintasan garis-garis medan elektrik ditentukan oleh arah kuat medan elektrik E. Garis-garis medan tersebut ortogonal terhadap garis-garis ekipotensial pada setiap titik dan tegak lurus pula terhadap permukaan elektroda. Jika pada bidang batas antara dua dielektrik tidak terdapat muatan-muatan permukaan maka komponen normal kuat medan berbanding terbalik dengan konstanta dielektrik bahan isolasi. Di sisi lain komponen tangensial dari kuat medan elektrik bernilai kontinu di sepanjang bidang batas.

Gambar 3.5 Contoh untuk medan dua dimensi dengan garis medan dan garis ekuipotensial

Daerah yang dicakup oleh garis-garis medan yang berdekatan (lihat gambar 3.5) memiliki fluksi elektrik yang sama sebesar ∆Q = blε_rε_oE dengan ladalah panjang konfigurasi yang tegak lurus terhadap bidang dan ε_rε_o =ε adalah konstanta dielektrik dari medium dielektrik. Jika perbedaan potensial (yang konstan) antara dua garis

ekipotensial yang berdekatan diganti dengan E ( ingat ∆ϕ= Ea) maka diperoleh kondisi

berikut: k.

a b r =

ε

Elektroda Bola

Objek sekitar

ϕ

∆

Q ∆ ekuipotensial

garis medan

b a

Q ∆

Konstanta dapat dipilih sembarang. Dalam contoh yang diberikan, diandaikan b/a = 1. Dengan menyatakan jarak antara dua garis ekipotensial yang berdekatan pada sembarang titik adalah a, maka kuat medan elektrik pada titik tersebut adalah:

. 1 1

a E = ∆ϕ

Jika m adalah jumlah garis ekipotensial yang digambarkan(tidak termasuk permukaan elektroda), maka tegangan total yang diterapkan adalah:

. ) 1 ( + ∆ϕ = m

V

Jika garis medan yang digambarkan antara elektroda-elektroda ialah n, maka fluksi elektrik total dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

. 1 1l E

b n

Q= εoε_r

Dengan substitusi yang sesuai maka diperoleh kapasitansi konfigurasi sebagai berikut:

. 1kl o m n V Q C ε + = =

3.3.2. Distribusi Tegangan akibat Pengaruh Jarak Objek Sekitar terhadap Elektroda Bola

Pengaruh objek di sekitar elektroda bola dapat diumpamakan dengan

memasukkan elektroda bola ke dalam silinder yang mempunyai diameter B. Diamati bahwa terjadi penurunan tegangan tembus . Penurunan itu sebesar

∆V = m log (B/D) + C (7.21) dimana

∆V = penurunan persentase, B = diameter silinder ,

D = diameter bola,

S = jarak sela bola, m dan C adalah konstanta

Penurunan ini kurang dari 2% untuk S/D ≤ 0,5 danB/D ≥ 0.8. Bahkan untuk S/D ≈ 1,0 dan B/D ≥ 1.0 pengurangan itu hanya 3%. Oleh karena itulah, jika spesifikasi tentang kelonggaran erat diamati kesalahannya dalam toleransi dan akurasi ditetapkan.

BAB IV

ANALISA PENGARUH JARAK OBJEK SEKITAR DENGAN ELEKTRODA BOLA-BOLA TERHADAP TEGANGAN TEMBUS

4.1. Umum

Untuk memperoleh ketelitian yang tinggi dalam pengukuran dengan sela bola maka elektroda bola dijaga sebersih mungkin, badan penyangga dan juga diameter batang penyangga elektroda juga harus dispesifikasi, karena hal tersebut juga mempengaruhi ketelitian. Bahkan ada juga spesifikasi toleransi untuk jari-jari kelengkungan elektroda bola. Panjang diameter tidak boleh berbeda lebih dari 1% nilai sebenarnya dari elektroda untuk diameter di atas 100 cm atau lebih dari 2% untuk elektroda yang lebih besar lagi. Nilai tegangan puncak dapat diukur dari 2 kV sampai sekitar 2500 kV dengan

menggunakan sela bola. Salah satu elektroda boleh ditanahkan sedangkan elektroda yang lain menjadi elektroda tegangan tinggi, atau boleh juga kedua-duanya diberikan tegangan positif dan negatif yang sama (sela yang simetris).

Adanya jarak antara kedua elektroda maupun antara elektroda dengan objek sekitar menimbulkan kapasitansi, yang dapat membentuk rangkaian resonansi seri. Proses pelepasan muatan yang cukup berat pada sebuah percobaan akan menyebabkan osilasi sehingga tegangan tembus pada sela bola menjadi tidak menentu. Untuk menghindari hal tersebut maka dipasanglah tahanan seri di antara elektroda bola dengan objek percobaan, yang nilainya berkisar dari 0,1 sampai 1 M untuk tegangan frekuensi daya dc dan ac. Ω

4.2 Data Percobaan Dan Hasil Perhitungan Tegangan Tembus

Jarak Sela 2cm Tanpa Objek

No P t V

1 755,6 28,5 41,2

2 755,5 28,8 40,8

3 755,5 28,7 41,1

4 755,4 28,7 41,1

5 755,4 28,7 41,1

6 755,4 28,7 40,7

7 755,3 28,8 40,7

8 755,3 28,8 41,1

9 755,3 28,8 40,6

10 755,3 28,7 40,9

Dengan Objek

Jarak 10cm Jarak 12cm

No P t V No P t V

1 755,9 26,9 46,5 1 756 27,5 47,6

2 755,9 27 46,6 2 756 27,5 47,7

3 755,9 27 46,4 3 756 27,5 47,1

4 755,9 27,7 46,7 4 756 27,5 47,5

5 756 27,6 46,5 5 756 27,5 47,6

6 756 27,5 46,7 6 756 27,5 47,3

7 756 27,4 46,9 7 756,1 27,5 47,1

8 755,9 27,4 46,3 8 756 27,5 47,7

9 755,9 27,4 46,4 9 756 27,5 47,6

10 756 27,4 46,3 10 756 27,5 47,5

Jarak 14cm Jarak 16cm

No P t V No P t V

1 756 27,8 47,6 1 756 27,9 47,3

2 756 27,7 47,4 2 756,1 27,9 47,7

3 756 27,7 47,4 3 756 27,9 47

4 756 27,7 47,6 4 756 27,9 47,3

5 756 27,6 47,4 5 756 27,8 48,2

6 756,1 27,7 47,4 6 756 27,8 47,3

7 756,1 27,7 47,9 7 756 27,8 47,6

8 756 27,7 48 8 756,1 27,9 47,3

9 756 27,7 47,4 9 756 27,9 47,6

Jarak 18cm Jarak 20cm

No P t V No P t V

1 756 27,9 47,5 1 756 28,1 47,9

2 756 27,8 47,2 2 756 28,1 47,7

3 756 27,9 47,3 3 756 28 48,4

4 756 27,9 47,4 4 756 28 48,2

5 756 27,9 47,6 5 756 28,1 48,1

6 756 27,8 47,6 6 756 28,1 48,3

7 756 27,9 47,5 7 756 28,1 48,4

8 756 27,8 47,6 8 756 28,1 47,9

9 756 27,8 47,6 9 756 28,1 48,3

10 756 27,8 47,7 10 756 28,1 48,2

Jarak 22cm Jarak 24cm

No P t V No P t V

1 756 28,2 48,4 1 755,9 28 47,8

2 756 28,2 48,5 2 755,9 28 48,6

3 756,1 28,1 48,4 3 755,9 28 47,4

4 756 28,2 48,2 4 756 28 48,6

5 756 27,9 48,2 5 755,9 28 48,6

6 756 27,9 48,3 6 755,9 28 47,3

7 756 27,9 48,4 7 755,9 28 48,2

8 756 28,2 48,5 8 756 28 48

9 756 28,1 48,5 9 755,9 28 48,2

10 756 28,2 48,3 10 755,9 28 47,6

Jarak 26cm Jarak 28cm

No P t V No P t V

1 756,1 28,1 47,3 1 755,9 28,4 48,1

2 756 28,1 48,6 2 755,9 28,3 48,3

3 756 28,1 48,1 3 756 28,3 48,3

4 756 28,1 47,9 4 756 28,2 47,8

5 756 28,1 47,9 5 756 28,1 47,8

6 756 28,1 48,2 6 756 28 48,1

7 756 28,1 48,4 7 755,9 28 47,8

8 756 28,1 48,2 8 755,9 28,1 48,2

9 756,1 28,1 48,1 9 756 28 48,5

Jarak 30cm

No P t V

1 755,9 27,9 48,1

2 755,9 27,9 48

3 756 27,9 48,6

4 755,9 27,9 48,2

5 755,9 28 48,2

6 755,9 28 48,6

7 755,9 28 48,1

8 755,9 28 48,2

9 755,9 28 48,2

Jarak Sela 2,5cm Tanpa Objek

No P t V

1 755,9 26,9 45,3

2 755,9 26,9 45,4

3 755,9 26,8 45,5

4 755,9 26,8 45,2

5 755,9 26,9 45,5

6 755,8 26,9 45,5

7 755,8 26,9 45

8 755,8 26,9 45,4

9 755,8 26,9 45,1

10 755,9 26,9 45,6

Dengan Objek

Jarak 10cm Jarak 12cm

No P t V No P t V

1 755,9 26,9 46,5 1 756 27,5 47,6

2 755,9 27 46,6 2 756 27,5 47,7

3 755,9 27 46,4 3 756 27,5 47,1

4 755,9 27,7 46,7 4 756 27,5 47,5

5 756 27,6 46,5 5 756 27,5 47,6

6 756 27,5 46,7 6 756 27,5 47,3

7 756 27,4 46,9 7 756,1 27,5 47,1

8 755,9 27,4 46,3 8 756 27,5 47,7

9 755,9 27,4 46,4 9 756 27,5 47,6

10 756 27,4 46,3 10 756 27,5 47,5

Jarak 14cm Jarak 16cm

No P t V No P t V

1 756 27,8 47,6 1 756 27,9 47,3

2 756 27,7 47,4 2 756,1 27,9 47,7

3 756 27,7 47,4 3 756 27,9 47

4 756 27,7 47,6 4 756 27,9 47,3

5 756 27,6 47,4 5 756 27,8 48,2

6 756,1 27,7 47,4 6 756 27,8 47,3

7 756,1 27,7 47,9 7 756 27,8 47,6

8 756 27,7 48 8 756,1 27,9 47,3

9 756 27,7 47,4 9 756 27,9 47,6

Jarak 18cm Jarak 20cm

No P t V No P t V

1 756 27,9 47,5 1 756 28,1 47,9

2 756 27,8 47,2 2 756 28,1 47,7

3 756 27,9 47,3 3 756 28 48,4

4 756 27,9 47,4 4 756 28 48,2

5 756 27,9 47,6 5 756 28,1 48,1

6 756 27,8 47,6 6 756 28,1 48,3

7 756 27,9 47,5 7 756 28,1 48,4

8 756 27,8 47,6 8 756 28,1 47,9

9 756 27,8 47,6 9 756 28,1 48,3

10 756 27,8 47,7 10 756 28,1 48,2

Jarak 22cm Jarak 24cm

No P t V No P t V

1 756 28,2 48,4 1 755,9 28 47,8

2 756 28,2 48,5 2 755,9 28 48,6

3 756,1 28,1 48,4 3 755,9 28 47,4

4 756 28,2 48,2 4 756 28 48,6

5 756 27,9 48,2 5 755,9 28 48,6

6 756 27,9 48,3 6 755,9 28 47,3

7 756 27,9 48,4 7 755,9 28 48,2

8 756 28,2 48,5 8 756 28 48

9 756 28,1 48,5 9 755,9 28 48,2

10 756 28,2 48,3 10 755,9 28 47,6

Jarak 26cm Jarak 28cm

No P t V No P t V

1 756,1 28,1 47,3 1 755,9 28,4 48,1

2 756 28,1 48,6 2 755,9 28,3 48,3

3 756 28,1 48,1 3 756 28,3 48,3

4 756 28,1 47,9 4 756 28,2 47,8

5 756 28,1 47,9 5 756 28,1 47,8

6 756 28,1 48,2 6 756 28 48,1

7 756 28,1 48,4 7 755,9 28 47,8

8 756 28,1 48,2 8 755,9 28,1 48,2

9 756,1 28,1 48,1 9 756 28 48,5

Jarak 30cm

No P t V

1 755,9 27,9 48,1

2 755,9 27,9 48

3 756 27,9 48,6

4 755,9 27,9 48,2

5 755,9 28 48,2

6 755,9 28 48,6

7 755,9 28 48,1

8 755,9 28 48,2

9 755,9 28 48,2

Jarak Sela 3cm Tanpa Objek

No P t V

1 755,9 28 56,3

2 755,9 28 55,9

3 755,9 28 56

4 755,9 27,9 56,2

5 755,9 27,9 55,7

6 755,9 27,9 55,9

7 755,9 28 55,5

8 755,9 28 56,3

9 755,9 28 56,4

10 755,9 27,9 56,2

Jarak 10cm Jarak 12cm

No P t V No P t V

1 755,9 27,9 56,2 1 755,7 27,9 56,3

2 755,9 27,9 56 2 755,7 27,9 56,5

3 755,9 27,9 56,1 3 755,7 27,9 56,4

4 755,9 27,9 56,4 4 755,7 28 56,8

5 755,8 27,8 56 5 755,7 27,9 56,3

6 755,8 27,8 56,3 6 755,7 28 56,8

7 755,8 27,8 56.2 7 755,7 28 56,7

8 755,8 27,8 56,1 8 755,6 28 56,9

9 755,8 27,9 56,2 9 755,6 28 56,5

10 755,8 27,9 56 10 755,6 28 56,8

Jarak 14cm Jarak 16cm

No P t V No P t V

1 755,6 28,1 57,2 1 755,6 28 57,2

2 755,6 28 56,8 2 755,6 28 58,1

3 755,6 28 57,7 3 755,6 28 58

4 755,6 28 56,9 4 755,6 28 57,9

5 755,6 28 57 5 755,5 28 58,1

6 755,6 28 56,8 6 755,5 28,1 58

7 755,6 28 57 7 755,5 28,1 57,8

8 755,6 28 57,2 8 755,5 28,1 57,9

9 755,6 28 57,4 9 755,5 28,1 58,3

Jarak 18cm Jarak 20cm

No P t V No P t V

1 755,5 28 57,8 1 755,4 28,1 58

2 755,5 28 57,3 2 755,4 28,1 58,1

3 755,5 28 57,2 3 755,4 28,1 58

4 755,5 28 56,8 4 755,4 28,1 57,7

5 755,5 28 57,4 5 755,4 28,1 58,4

6 755,5 28,1 57,4 6 755,3 28,1 58,1

7 755,5 28,1 57,3 7 755,3 28,1 58,2

8 755,5 28,1 56,9 8 755,3 28,1 57,8

9 755,5 28,1 57,2 9 755,3 28,1 57,6

10 755,5 28,1 56,8 10 755,3 28,1 58,3

Jarak 22cm Jarak 24cm

No P t V No P t V

1 755,3 28,3 57,9 1 755,3 28,3 58,1

2 755,2 28,3 58,2 2 755,3 28,3 58

3 755,2 28,3 58,6 3 755,3 28,2 58

4 755,2 28,3 58,4 4 755,3 28,2 58

5 755,2 28,3 58 5 755,3 28,2 58,1

6 755,3 28,3 58,5 6 755,3 28,2 58,3

7 755,3 28,3 58,4 7 755,3 28,2 58

8 755,2 28,3 58,2 8 755,3 28,2 58,1

9 755,2 28,3 58,3 9 755,3 28,2 58,2

10 755,2 28,3 58,6 10 755,3 28,2 58

Jarak 26cm Jarak 28cm

No P t V No P t V

1 755,2 28,2 57,9 1 755,1 28,2 58,4

2 755,2 28,2 58,3 2 755,1 28,2 58,3

3 755,2 28,2 58,1 3 755,1 28,2 58,3

4 755,2 28,2 58,2 4 755,1 28,2 58,3

5 755,2 28,2 58,3 5 755,1 28,2 58,2

6 755,2 28,2 58,4 6 755,1 28,2 58,1

7 755,2 28,2 58,2 7 755,1 28,2 58,4

8 755,2 28,2 58,1 8 755,1 28,2 58,3

9 755,2 28,2 58,3 9 755,1 28,2 58,3

Jarak 30cm

No P t V

1 755 28,2 58,4

2 755 28,2 58,4

3 755 28,2 58,2

4 755 28,1 58,3

5 755 28,1 58,4

6 755 28,1 58,3

7 755 28,1 58,2

8 755 28,2 58,3

9 755 28,2 58,4

Jarak Sela 3,5cm Tanpa Objek

No P t V

1 755 28,3 63,2

2 755 28,3 63,8

3 754,9 28,3 62,3

4 755,1 28,3 63,8

5 755 28,3 64

6 754,9 28,4 63,8

7 755 28,4 63,6

8 754,9 28,4 64,1

9 754,9 28,4 64

10 754,9 28,4 63,3

Dengan Objek

Jarak 10cm Jarak 12cm

No P t V No P t V

1 754,5 28,4 63,7 1 754,7 28,5 65,2

2 754,5 28,4 64,5 2 754,7 28,6 65,2

3 754,6 28,4 63,3 3 754,7 28,6 65,8

4 754,5 28,4 64,7 4 754,6 28,6 65,7

5 754,7 28,4 65,3 5 754,6 28,6 65,6

6 754,6 28,4 64,6 6 754,7 28,6 65,1

7 754,8 28,4 64,7 7 754,6 28,6 65,2

8 754,8 28,5 65 8 754,7 28,5 66

9 754,8 28,5 64,8 9 754,8 28,6 66,5

10 754,8 28,5 65,1 10 754,7 28,6 65,8

Jarak 14cm Jarak 16cm

No P t V No P t V

1 754,7 28,6 66,2 1 754,6 28,8 66,9

2 754,7 28,6 66,5 2 754,6 28,7 67

3 754,7 28,6 66,8 3 754,6 28,7 67,1

4 754,7 28,6 66,8 4 754,5 28,7 67,3

5 754,7 28,5 66,7 5 754,6 28,8 67,3

6 754,6 28,6 66,3 6 754,5 28,8 67,5

7 754,6 28,6 66,5 7 754,7 28,8 67

8 754,6 28,5 66,8 8 754,7 28,7 66,9

9 754,6 28,6 67,1 9 754,6 28,7 67,1

Jarak 18cm Jarak 20cm

No P t V No P t V

1 754,6 28,8 66,8 1 754,5 28,8 66,5

2 754,6 28,8 67 2 754,5 28,8 67,1

3 754,6 28,8 66,9 3 754,5 28,8 67,2

4 754,7 28,8 66,2 4 754,5 28,8 67,2

5 754,6 28,7 66,1 5 754,5 28,8 67

6 754,7 28,8 66 6 754,4 28,8 67,1

7 754,7 28,8 66,3 7 754,4 28,8 66,9

8 754,6 28,8 67,1 8 754,4 28,8 67,2

9 754,6 28,8 66,8 9 754,4 28,8 67

10 754,6 28,8 66,9 10 754,4 28,8 67,1

Jarak 22cm Jarak 24 cm

No P t V No P t V

1 754,4 28,8 66,8 1 754,4 28,8 67,6

2 754,4 28,8 67,6 2 754,4 28,8 67,5

3 754,4 28,7 67,3 3 754,4 28,8 67,6

4 754,4 28,6 67,4 4 754,4 28,8 67,5

5 754,5 28,7 67,6 5 754,2 28,7 67,4

6 754,3 28,8 67,5 6 754,2 28,7 67,8

7 754,3 28,8 67,4 7 754,3 28,6 68

8 754,3 28,7 67,2 8 754,3 28,8 67,6

9 754,3 28,7 67,3 9 754,2 28,7 67,7

10 754,3 28,7 67,6 10 754,3 28,8 67,8

Jarak 26cm Jarak 28cm

No P t V No P t V

1 752,2 28,8 67,7 1 754,1 28,8 67,7

2 752,2 28,8 67,7 2 754,1 28,8 66,9

3 752,2 28,8 67,8 3 754,1 28,8 67,8

4 752,2 28,7 67,5 4 754,1 28,9 67,7

5 752,3 28,7 67,1 5 754,1 28,9 67,7

6 752,1 28,8 67,2 6 754,1 28,9 67,7

7 752,1 28,8 66,9 7 754,1 28,9 67,8

8 752,1 28,7 67,3 8 754,1 28,8 67,5

9 752,1 28,7 67,5 9 754,1 28,9 67,7

Jarak 30cm

No P t V

1 754,1 28,8 67,4

2 754,1 28,9 66,9

3 754,1 28,9 67,7

4 753,9 28,9 67,7

5 753,9 28,8 68

6 755 28,8 68

7 753,9 28,9 67,9

8 754,1 28,9 67,7

9 755 28,9 67,6

Jarak Sela 4cm Tanpa Objek

No P t V

1 753,9 29,7 69,8

2 754 29,7 71,1

3 754 29,6 71,3

4 754 29,6 71,5

5 754 29,6 69,9

6 754 29,5 71,4

7 754 29,5 72,5

8 754 29,5 71,9

9 754 29,5 72,5

10 754 29,5 72,7

Dengan Objek

Jarak 10cm Jarak 12cm

No P t V No P t V

1 753,8 29,8 71,2 1 753,7 30 71,2

2 753,9 29,8 71,9 2 753,8 30 70,7

3 753,8 29,9 71,8 3 753,7 29,9 72,2

4 753,9 29,9 71,6 4 753,7 29,8 72,4

5 753,8 29,9 71,4 5 753,7 29,7 71,2

6 753,8 29,8 71,9 6 753,7 29,7 71,1

7 753,8 29,7 71,4 7 753,7 29,7 72,3

8 753,8 29,7 71,8 8 753,7 29,6 72,5

9 753,8 29,7 71,5 9 753,6 29,6 72,3

10 753,8 29,8 71,8 10 753,7 29,6 72,1

Jarak 14cm Jarak 16cm

No P t V No P t V

1 753,6 29,6 70,3 1 753,5 29,6 73,5

2 753,7 29,5 73,1 2 753,5 29,6 73

3 753,6 29,5 72 3 753,5 29,5 72,7

4 753,7 29,5 72,6 4 753,5 29,5 73,6

5 753,5 29,6 72,4 5 753,5 29,4 73,1

6 753,6 29,6 72,7 6 753,5 29,4 73,5

7 753,5 29,6 72,8 7 753,5 29,5 72,9

8 753,5 29,6 72,8 8 753,4 29,5 73,7

9 753,6 29,5 72,2 9 753,4 29,5 73,5

Jarak 18cm Jarak 20cm

No P t V No P t V

1 753,4 29,5 73,7 1 753,2 29,5 73,6

2 753,4 29,5 72,8 2 753,2 29,5 73,9

3 753,4 29,4 72,8 3 753,2 29,4 73,4

4 753,3 29,4 73,6 4 753,2 29,4 73,8

5 753,3 29,4 72,2 5 753,2 29,4 73,7

6 753,2 29,4 72,5 6 753,2 29,5 74,1

7 753,3 29,4 72,9 7 753,2 29,4 73,7

8 753,2 29,5 71,5 8 753,2 29,5 73,7

9 753,2 29,5 72,8 9 753,1 29,4 73,8

10 753,2 29,5 73,7 10 753,1 29,5 73,7

Jarak 22cm Jarak 24cm

No P t V No P t V

1 753,1 29,5 73 1 752,9 29,3 73,6

2 753 29,5 73,1 2 752,9 29,4 73,7

3 753 29,5 73,9 3 753 29,3 73,5

4 753 29,5 73,8 4 753 29,3 72,2

5 753 29,5 73,5 5 753 29,3 74

6 753 29,4 73,6 6 753 29,3 73,7

7 753 29,4 73,7 7 753 29,3 73,4

8 752,9 29,4 73,9 8 753 29,3 74

9 752,9 29,3 72,5 9 753 29,3 73,6

10 753 29,3 73,9 10 753 29,3 73,6

Jarak 26cm Jarak 28cm

No P t V No P t V

1 752,9 29,4 73,3 1 752,9 29,4 73,9

2 753 29,3 73,6 2 752,9 29,3 73,6

3 752,9 29,2 74,1 3 752,9 29,3 74,3

4 752,9 29,2 73,8 4 752,9 29,2 74

5 752,9 29,3 74,1 5 752,9 29,3 73,8

6 752,9 29,3 73,5 6 752,9 29,2 74

7 752,9 29,3 73,4 7 752,9 29,2 73,4

8 752,9 29,4 74,1 8 752,9 29,2 73,7

9 752,9 29,4 73,3 9 752,8 29,2 74

Jarak 30cm

No P t V

1 752,9 29,4 73,8

2 753 29,3 74

3 752,9 29,3 73,7

4 752,9 29,3 73,4

5 752,9 29,3 73,9

6 752,9 29,2 73,5

7 753 29,3 74,1

8 752,9 29,2 73,8

9 752,9 29,2 73,6

10 752,9 29,3 73,2

Dimana:

t = temperatur udara (0C)

p = tekanan udara (mmHg)

Jarak Sela 2cm Tanpa objek

kV V_rata−rata =38,45

Jarak Objek Tegangan

X (cm) V (kV)

10 39,62 12 40,53 14 41,07 16 40,93 18 40,24 20 40,78 22 40,47 24 40,24 26 40,03 28 40,25 30 40,17

Jarak Sela 2,5cm Tanpa objek

kV V_rata−rata =45,35

Jarak Objek Tegangan

X (cm) V (kV)

10 46,53 12 47,47 14 47,57 16 47,51 18 47,5 20 48,14 22 48,37 24 48,03 26 48,09 28 48,15 30 48,23 39,4 39,6 39,8 40 40,2 40,4 40,6 40,8 41 41,2

0 10 20 30 40

V (kV)

V (kV) 46 46,5 47 47,5 48 48,5

0 10 20 30 40

Tegangan V (kV)

Jarak Sela 3cm Tanpa objek

kV V_rata−rata =56,04

Jarak Objek Tegangan

X(cm) V(kV) 10 56,07 12 56,6 14 57,16 16 57,95 18 57,21 20 58,02 22 58,31 24 58,08 26 58,18 28 58,3 30 58,31

Jarak sela 3,5cm Tanpa objek

kV V_rata−rata =63,54

Jarak Objek Tegangan

X(cm) V(kV) 10 64,57 12 65,61 14 66,69 16 67,13 18 66,62 20 67,03 22 67,37 24 67,65 26 67,45 28 67,62 55,5 56 56,5 57 57,5 58 58,5

0 10 20 30 40

V(kV)

V(kV) 64 64,5 65 65,5 66 66,5 67 67,5 68

0 10 20 30 40

V(kV)

30 67,64

Jarak Sela 4cm Tanpa objek

kV V_rata−rata =71,46

Jarak Objek Tegangan

X(cm) V(kV)

10 71,53

12 71,7

14 72,33

16 73,26

18 72,85

20 73,74

22 73,49

24 73,53

26 73,7

28 73,88

30 73,68

71 71,5 72 72,5 73 73,5 74

0 10 20 30 40

Tegangan V(kV)

Tanpa Objek

Jarak Sela Tegangan Rata-rata s (cm) V (kV)

2 38.45

2.5 45.35

3 56.04

3.5 63.54

4 71.46

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 1 2 3 4 5

Tegangan Rata-rata V (kV)

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

T e g a n g a n T e m b u s V ( k V )

Jarak Objek X(cm)

Grafik X Vs V

4.3 Analisa Hasil Perhitungan

Dari data dan grafik yang diperoleh melalui percobaan Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Kesalahan Pengukuran Tegangan Tinggi Dengan Elektroda Bola-Bola, dapat diketahui bahwa terjadi perubahan tegangan tembus ketika diletakkan objek di sekitar elektroda bola. Sebagai contoh, tegangan tembus sela bola pada jarak sela 2 cm ketika tidak ada objek di sekitar elektroda bola adalah 38,45 kV. Namun ketika diletakkan objek di sekitar elektroda bola dengan jarak 10 cm dari elektroda, tegangan tembusnya berubah menjadi 39,62 kV (dilakukan 10 kali percobaan kemudian diambil rata-ratanya). Dari data dan grafik tersebut juga dapat kita lihat pada umumnya tegangan tembus mengalami kenaikan pada jarak objek 12, 14,16 cm dari elektroda bola. Namun ketika objek

semakin jauh dari elektroda bola (misalnya pada jarak 18 cm), perubahan tegangan tembus tidak bisa lagi kita perhatikan apakah makin besar atau makin kecil bahkan hampir tidak mengalami perubahan (mengalami perubahan yang sangat kecil). Hal ini terjadi dikarenakan perubahan suhu dan tekanan udara yang tidak terlalu besar bahkan cenderung konstan. Namun dapat dipastikan bahwa objek yang diletakkan di sekitar elektroda bola mempengaruhi tegangan tembus elektroda bola terlihat dari adanya perubahan tegangan ketika tidak ada objek dengan ketika ada objek di sekitar elektroda bola.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan

a. Tegangan tembus mengalami perubahan yang cukup berarti pada jarak objek 10, 12,14,16 cm dari elektroda bola.

b. Pada jarak 18 cm atau pada jarak objek yang semakin jauh dengan elektroda bola, tegangan tembus elektroda mengalami perubahan yang sangat kecil atau hampir tidak mengalami perubahan yang berarti.

c. Perubahan suhu dan tekanan udara paling mempengaruhi tegangan tembus elektroda bola.

V.2. Saran

a. Untuk memperoleh ketelitian yang lebih tinggi maka permukaan elektroda bola harus diusahakan sebersih mungkin.

b. Untuk memperoleh ketelitian yang lebih tinggi maka percobaan yang dilakukan haruslah sebanyak mungkin.

DAFTAR PUSTAKA

1. Tobing, Bonggas L., Pengujian Tegangan Tinggi, Penerbit PT Gramedia Pustaka, Jakarta 2002

2. Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta 1984 3. Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi Suplemen, Ghalia Indonesia,

Jakarta 1983

4. Kind, D., Pengantar Teknik Eksperimental Tegangan Tinggi, 1993 5. Naidu, M. S., High Voltage Engineering, Tata Mc Graw Hill Publishing,

1983

6. Kuffel, E.& W.S. Zaengl, High-Voltage Engineering, Pergamon Press, Oxford,1984

7. Schneider, K.H, the measurement of site pollution severity and its application to insulator dimension for AC System, Electra CIGRE 8. Schawab, A.J., High Voltage Measurement Technique, MIT press,

Cambridge, Massachusetts, 1973

9. Dieter, K. & K. Herman, High- Voltage Insulation Technology, Friedr.vieweg, &shon, braunschweig, 1989

10.Kreuger, F.H., Industrial High Voltage, Deft university press, 1992 11.Razevig, D.V.,High Voltage Engineering, Khana Publishers, Delhi 1972 12.Hayt, William H., Elektromagnetika Teknologi, Penerbit Erlangga, Jakarta

Tanpa Objek

Jarak Sela Tegangan Rata-rata s (cm) V (kV)

2 38.45

2.5 45.35

3 56.04

3.5 63.54

4 71.46

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 1 2 3 4 5

Tegangan Rata-rata V (kV)

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

T e g a n g a n T e m b u s V ( k V )

Jarak Objek X(cm) Grafik X Vs V

4.3 Analisa Hasil Perhitungan

Dari data dan grafik yang diperoleh melalui percobaan Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Kesalahan Pengukuran Tegangan Tinggi Dengan Elektroda Bola-Bola, dapat diketahui bahwa terjadi perubahan tegangan tembus ketika diletakkan objek di sekitar elektroda bola. Sebagai contoh, tegangan tembus sela bola pada jarak sela 2 cm ketika tidak ada objek di sekitar elektroda bola adalah 38,45 kV. Namun ketika diletakkan objek di sekitar elektroda bola dengan jarak 10 cm dari elektroda, tegangan tembusnya berubah menjadi 39,62 kV (dilakukan 10 kali percobaan kemudian diambil rata-ratanya). Dari data dan grafik tersebut juga dapat kita lihat pada umumnya tegangan tembus mengalami kenaikan pada jarak objek 12, 14,16 cm dari elektroda bola. Namun ketika objek

semakin jauh dari elektroda bola (misalnya pada jarak 18 cm), perubahan tegangan tembus tidak bisa lagi kita perhatikan apakah makin besar atau makin kecil bahkan hampir tidak mengalami perubahan (mengalami perubahan yang sangat kecil). Hal ini terjadi dikarenakan perubahan suhu dan tekanan udara yang tidak terlalu besar bahkan cenderung konstan. Namun dapat dipastikan bahwa objek yang diletakkan di sekitar elektroda bola mempengaruhi tegangan tembus elektroda bola terlihat dari adanya perubahan tegangan ketika tidak ada objek dengan ketika ada objek di sekitar elektroda bola.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

a. Tegangan tembus mengalami perubahan yang cukup berarti pada jarak objek 10, 12,14,16 cm dari elektroda bola.

b. Pada jarak 18 cm atau pada jarak objek yang semakin jauh dengan elektroda bola, tegangan tembus elektroda mengalami perubahan yang sangat kecil atau hampir tidak mengalami perubahan yang berarti.

c. Perubahan suhu dan tekanan udara paling mempengaruhi tegangan tembus elektroda bola.

V.2. Saran

a. Untuk memperoleh ketelitian yang lebih tinggi maka permukaan elektroda bola harus diusahakan sebersih mungkin.

b. Untuk memperoleh ketelitian yang lebih tinggi maka percobaan yang dilakukan haruslah sebanyak mungkin.

DAFTAR PUSTAKA

1. Tobing, Bonggas L., Pengujian Tegangan Tinggi, Penerbit PT Gramedia Pustaka, Jakarta 2002

2. Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta 1984 3. Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi Suplemen, Ghalia Indonesia,

Jakarta 1983

4. Kind, D., Pengantar Teknik Eksperimental Tegangan Tinggi, 1993 5. Naidu, M. S., High Voltage Engineering, Tata Mc Graw Hill Publishing,

1983

6. Kuffel, E.& W.S. Zaengl, High-Voltage Engineering, Pergamon Press, Oxford,1984

7. Schneider, K.H, the measurement of site pollution severity and its

application to insulator dimension for AC System, Electra CIGRE

8. Schawab, A.J., High Voltage Measurement Technique, MIT press, Cambridge, Massachusetts, 1973

9. Dieter, K. & K. Herman, High- Voltage Insulation Technology, Friedr.vieweg, &shon, braunschweig, 1989

10.Kreuger, F.H., Industrial High Voltage, Deft university press, 1992 11.Razevig, D.V.,High Voltage Engineering, Khana Publishers, Delhi 1972 12.Hayt, William H., Elektromagnetika Teknologi, Penerbit Erlangga, Jakarta