Pengaruh Benang Layangan Terhadap Tegangan Flashover Pada Berbagai Jenis Isolator Distribusi 20 kV Terpolusi
TUGAS AKHIR
PENGARUH BENANG LAYANGAN TERHADAP TEGANGAN
FLASHOVER PADA BERBAGAI JENIS ISOLATOR DISTRIBUSI 20 kV
TERPOLUSI
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
Yoshua Baptist Bangun
NIM : 110402067
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pada jaringan distribusi hantaran udara banyak jenis gangguan dapat
terjadi terutama didaerah yang padat penduduk, seperti benang layangan yang
tersangkut dan menempel di isolator distribusi serta permukaan isolator yang
terpolusi oleh kondisi udara disekitarnya.
Dengan meneliti pengaruh benang
layangan terhadap tegangan flashover isolator distribusi yang terpolusi pada
berbagai kondisi maka dapat diketahui bahaya yang dapat disebabkan oleh benang
layangan terhadap jaringan distribusi dan mengetahui jenis isolator distribusi yang
paling bagus ketahanan nya jika dipengaruhi benang layangan. Hasil penelitian
menunjukkan pengaruh benang layangan dapat menyebabkan penurunan tegangan
flashover isolator distribusi terutama pada saat basah diterpa oleh hujan.
Penelitian kondisi diterpa hujan menunjukkan isolator post memiliki tegangan
flashover paling tinggi yaitu terpolusi ringan 15,21 kV (benang nilon), 12,55 kV
(benang katun), dan 15,78 kV (benang gelasan), saat terpolusi sedang 14,65 kV
(benang nilon), 11,46 kV (benang katun), dan 14,27 kV (benang gelasan), serta
saat terpolusi berat 10,89 kV (benang nilon), 10,69 kV (benang katun), dan 12,33
kV (benang gelasan). Sedangkan saat kondisi terpolusi asap isolator post juga
memiliki tegangan flashover tertinggi yaitu benang nilon 41,77 kV (43,50C),
benang katun 39,6 kV (44,70C), dan benang gelasan 42,82 kV (43,70C).
Kata kunci: Isolator distribusi, Benang Layangan, Hujan, Asap, Tegangan
Flashover AC
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha
Esa, karena atas berkat rahmat dan berkat-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan
diselesaikan.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu
di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas
Akhir ini adalah:
“PENGARUH BENANG LAYANGAN TERHADAP TEGANGAN
FLASHOVER PADA BERBAGAI JENIS ISOLATOR DISTRIBUSI 20 kV
TERPOLUSI”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada orangtua yang teristimewa
yaitu Ayahanda (Drs. Husin Bangun) beserta Ibunda (Dra. Mastasari Surbakti)
dan adik tersayang (Edward Hosea Bangun) yang selalu memberikan semangat
dan mendoakan penulis selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada:
1.
Bapak Ir. Syahrawardi, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir serta
Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi yang telah banyak
meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan,
bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga
penyusunan Tugas Akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
2.
Bapak Ir. Zulkarnaen Pane M.T. dan ibu Syiska Yana S.T., M.T.,
selaku Dosen Penguji Tugas Akhir serta yang telah banyak
memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa
memberikan bimbingan selama perkuliahan.
3.
Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan
pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada
penulis.
4.
Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU Kak Umi,
Bu Ester, Bang Martin , Pak Ponijan, dan Bang Divo yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
5.
Teman sekaligus sahabat saya Marissa Ivana Simanjuntak yang
senantiasa selalu memberikan doa, dukungan , semangat, dan bantuan
kepada penulis selama masa perkuliahan hingga penyelesaian Tugas
Akhir ini.
6.
Seluruh asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, yaitu Memory
Hidyart, Josiah Suatan dan Sandro Levi Panggabean dan juga teman
saya Youki Hutauruk yang dengan kerelaan hati meluangkan
waktunya untuk membantu dalam pengambilan data Tugas Akhir.
7.
Seluruh asisten Laboratorium Transmisi dan Distribusi M.Fikry,
Syahlan Hutagaol, Sakinah, Frederik, Alberth, dan Andreas yang
selalu membantu dan menyediakan tempat untuk bertukar pikiran
serta hiburan selama masa pengerjaan Tugas Ahkir ini.
8.
Rekan dan sahabat seperjuangan Emir Lutfi Pahlevi, Rizky Wira,
Riko, Tidauccy, James, Bill, Riandi, Riswanta, Ferro, Biondi, Marco,
iii
Universitas Sumatera Utara
Faisal Idris, Faisal Hasibuan, Angga, Dedy, Canboy, Frans, Erik
Cucen, Risjen, Yosef, dan kepada seluruh rekan angkatan 2011 Balak
1 Elektro USU yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang selalu
saling memberi semangat, bantuan dan berbagi cerita selama
perkuliahan.
9.
Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah
memberikan dukungan dan bantuan.
10. Bapak
Alfatta
Faisal,
S.Si,
M.Kes
selaku
Manajer
Teknik
Laboratorium Fisika Udara dan Radiasi Balai Teknik Kesehatan
Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas 1 Medan
11. Serta semua pihak yang telah mendukung penyelesaian Tugas Akhir
ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih belum
sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun
susunan
bahasanya.
Saran
dan
kritik
dari
pembaca
dengan
tujuan
menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis
harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat
berguna bagi kita semua dan hanya kepada Tuhan yang Maha Esa penulis
menyerahkan diri.
Medan, Maret 2016
Penulis,
Yoshua Baptist Bangun
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah................................................................................ 2
1.3 Tujuan .................................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah .................................................................................... 3
1.5 Manfaat .................................................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Isolator ................................................................................................... 4
2.1.1 Jenis Isolator Hantaran Udara ......................................................... 4
2.1.2 Bahan Dielektrik Isolator ................................................................ 8
2.1.3 Karakteristik Elektrik Isolator ....................................................... 11
2.2 Isolator Terpolusi Dan Pengukuran Tingkat Bobot Polusi ..................... 14
2.3 Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Terpolusi ............................... 21
2.4 Benang Layangan Pada Isolator Terpolusi ............................................ 25
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat Penelitian................................................................................. 27
3.2 Bahan dan Peralatan ............................................................................. 27
3.3 Pelaksanaan Penelitian ......................................................................... 31
3.4 Variabel yang Diamati.......................................................................... 31
v
Universitas Sumatera Utara
3.5 Prosedur Penelitian ............................................................................... 32
3.6 Prosedur Kerja ..................................................................................... 33
3.6.1 Penelitian Pada Kondisi Hujan ...................................................... 33
3.6.2 Penelitian Pada Kondisi Berasap ................................................... 36
3.6.3 Pengukuran ESDD ........................................................................ 40
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator yang Di Pengaruhi
Benang Layangan Pada Kondisi Hujan ................................................. 42
4.2 Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator yang Di Pengaruhi
Benang Layangan Pada Kondisi Berasap .............................................. 48
4.3 Hasil Perhitungan Tingkat Bobot Polusi Berdasarkan Metode ESDD
(Equivalent Salt Depoosit Density) ....................................................... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 81
5.2 Saran .................................................................................................... 82
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik isolator pin-post.............................................................. 7
Tabel 2.2 Tingkat polusi dilihat dari kondisi lingkungan .................................. 18
Tabel 2.3 Faktor Koreksi Suhu ......................................................................... 20
Tabel 4.1 Data Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Ringan dan di
Pengaruhi Benang Saat Kondisi Hujan ............................................. 42
Tabel 4.2 Data Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Sedang dan di
Pengaruhi Benang Saat Kondisi Hujan ............................................. 44
Tabel 4.3 Data Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Berat dan di
Pengaruhi Benang Saat Kondisi Hujan ............................................. 46
Tabel 4.4 Data Tegangan Flashover Isolator Pin yang Dipengaruhi Benang
Nilon Pada Kondisi Berasap ............................................................ 49
Tabel 4.5 Data Tegangan Flashover
Isolator Post yang Dipengaruhi
Benang Nilon Pada Kondisi Berasap ................................................ 49
Tabel 4.6 Data Tegangan Flashover Isolator Pin-post yang Dipengaruhi
Benang Nilon Pada Kondisi Berasap ................................................ 49
Tabel 4.7 Data Tegangan Flashover Isolator Pin yang Dipengaruhi Benang
Katun Pada Kondisi Berasap ............................................................ 53
Tabel 4.8 Data Tegangan Flashover
Isolator Post yang Dipengaruhi
Benang Katun Pada Kondisi Berasap ............................................... 54
Tabel 4.9 Data Tegangan Flashover Isolator Pin-post yang Dipengaruhi
Benang Katun Pada Kondisi Berasap ............................................... 54
Tabel 4.10 Data Tegangan Flashover Isolator Pin yang Dipengaruhi Benang
Gelasan Pada Kondisi Berasap ......................................................... 58
Tabel 4.11 Data Tegangan Flashover
Isolator Post yang Dipengaruhi
Benang Gelasan Pada Kondisi Berasap ............................................ 59
Tabel 4.12 Data Tegangan Flashover Isolator Pin-post yang Dipengaruhi
Benang Gelasan Pada Kondisi Berasap ............................................ 59
Tabel A.1 Data Kondisi Isolator Kering dan Bersih .......................................... 85
Tabel A.2 Kondisi Isolator Kering Terpolusi Ringan ........................................ 85
Tabel A.3 Kondisi Isolator Kering Terpolusi Sedang ....................................... 85
vii
Universitas Sumatera Utara
Tabel A. 4 Kondisi Isolator Kering Terpolusi Berat ........................................... 85
Tabel B.1 Data Pengukuran Konduktivitas dan Suhu Larutan........................... 86
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Isolator pin..................................................................................... 5
Gambar 2.2
Isolator Post ................................................................................... 6
Gambar 2.3
Isolator Pin-post ............................................................................. 6
Gambar 2.4
Bentuk-bentuk Isolator Gantung .................................................... 8
Gambar 2.5
Isolator dari Bahan Porselen........................................................... 9
Gambar 2.6
Isolator dari Bahan Gelas ............................................................. 10
Gambar 2.7
Isolator Komposit ........................................................................ 11
Gambar 2.8
Perpanjangan sirip yang terpasang pada isolator porselen ............. 17
Gambar 2.9
Isolator Terpolusi dan Rangkaian Ekivalennya ............................. 22
Gambar 2.10 Jarak Rambat Isolator .................................................................. 24
Gambar 2.11 Benang Layangan pada Isolator Terpolusi .................................... 26
Gambar 3.1
Trafo Uji ...................................................................................... 27
Gambar 3.2
Autotransformer ........................................................................... 28
Gambar 3.3
Tahanan Peredam......................................................................... 28
Gambar 3.4
Multimeter Digital ...................................................................... 29
Gambar 3.5
Barometer/humiditymeter/thermometer digital ............................ 29
Gambar 3.6
Pompa Air................................................................................... 30
Gambar 3.7
Conductivitymeter ....................................................................... 31
Gambar 3.8
Diagram Alir Penelitian ............................................................. 32
Gambar 3.9
Isolator Dicelupkan Larutan Polutan .......................................... 34
Gambar 3.10
Rangkaian Pengujian Kondisi Hujan .......................................... 35
Gambar 3.11
Benang Layangan Dipermukaan Isolator .................................... 35
Gambar 3.12
Rangkaian Pengujian Kondisi Berasap ....................................... 37
Gambar 3.13
Proses Pembakaran Ranting Kayu .............................................. 38
Gambar 3.14
Proses Pemasukan Asap ............................................................. 38
Gambar 3.15
Asap Ditahan dalam Ruang Kaca ............................................... 39
Gambar 3.16
Larutan Polutan.......................................................................... 41
Gambar 3.17
Pengukuran Suhu dan Konduktivitas Larutan Polutan ................ 41
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 Grafik Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Ringan vs Jenis
Benang ........................................................................................ 43
Gambar 4.2 Grafik Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Sedang vs Jenis
Benang ........................................................................................ 45
Gambar 4.3 Grafik Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Berat vs Jenis
Benang ........................................................................................ 47
Gambar 4.4 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Suhu Asap (Dipengaruhi
Benang Nilon) ............................................................................. 50
Gambar 4.5 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 51
Gambar 4.6 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 51
Gambar 4.7 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 51
Gambar 4.8 Grafik Tegangan flashover isolator pin-post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 52
Gambar 4.9 Grafik Tegangan flashover isolator pin-post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 52
Gambar 4.10 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 55
Gambar 4.11 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 55
Gambar 4.12 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 56
Gambar 4.13 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 56
Gambar 4.14 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 57
Gambar 4.15 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 57
Gambar 4.16 Grafik Tegangan flashover isolator Pin vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 60
x
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.17 Grafik Tegangan flashover isolator Pin vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 60
Gambar 4.18 Grafik Tegangan flashover isolator Post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 61
Gambar 4.19 Grafik Tegangan flashover isolator Post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 61
Gambar 4.20 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 61
Gambar 4.21 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 62
xi
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH BENANG LAYANGAN TERHADAP TEGANGAN
FLASHOVER PADA BERBAGAI JENIS ISOLATOR DISTRIBUSI 20 kV
TERPOLUSI
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
Yoshua Baptist Bangun
NIM : 110402067
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pada jaringan distribusi hantaran udara banyak jenis gangguan dapat
terjadi terutama didaerah yang padat penduduk, seperti benang layangan yang
tersangkut dan menempel di isolator distribusi serta permukaan isolator yang
terpolusi oleh kondisi udara disekitarnya.
Dengan meneliti pengaruh benang
layangan terhadap tegangan flashover isolator distribusi yang terpolusi pada
berbagai kondisi maka dapat diketahui bahaya yang dapat disebabkan oleh benang
layangan terhadap jaringan distribusi dan mengetahui jenis isolator distribusi yang
paling bagus ketahanan nya jika dipengaruhi benang layangan. Hasil penelitian
menunjukkan pengaruh benang layangan dapat menyebabkan penurunan tegangan
flashover isolator distribusi terutama pada saat basah diterpa oleh hujan.
Penelitian kondisi diterpa hujan menunjukkan isolator post memiliki tegangan
flashover paling tinggi yaitu terpolusi ringan 15,21 kV (benang nilon), 12,55 kV
(benang katun), dan 15,78 kV (benang gelasan), saat terpolusi sedang 14,65 kV
(benang nilon), 11,46 kV (benang katun), dan 14,27 kV (benang gelasan), serta
saat terpolusi berat 10,89 kV (benang nilon), 10,69 kV (benang katun), dan 12,33
kV (benang gelasan). Sedangkan saat kondisi terpolusi asap isolator post juga
memiliki tegangan flashover tertinggi yaitu benang nilon 41,77 kV (43,50C),
benang katun 39,6 kV (44,70C), dan benang gelasan 42,82 kV (43,70C).
Kata kunci: Isolator distribusi, Benang Layangan, Hujan, Asap, Tegangan
Flashover AC
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha
Esa, karena atas berkat rahmat dan berkat-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan
diselesaikan.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu
di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas
Akhir ini adalah:
“PENGARUH BENANG LAYANGAN TERHADAP TEGANGAN
FLASHOVER PADA BERBAGAI JENIS ISOLATOR DISTRIBUSI 20 kV
TERPOLUSI”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada orangtua yang teristimewa
yaitu Ayahanda (Drs. Husin Bangun) beserta Ibunda (Dra. Mastasari Surbakti)
dan adik tersayang (Edward Hosea Bangun) yang selalu memberikan semangat
dan mendoakan penulis selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada:
1.
Bapak Ir. Syahrawardi, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir serta
Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi yang telah banyak
meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan,
bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga
penyusunan Tugas Akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
2.
Bapak Ir. Zulkarnaen Pane M.T. dan ibu Syiska Yana S.T., M.T.,
selaku Dosen Penguji Tugas Akhir serta yang telah banyak
memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa
memberikan bimbingan selama perkuliahan.
3.
Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan
pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada
penulis.
4.
Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU Kak Umi,
Bu Ester, Bang Martin , Pak Ponijan, dan Bang Divo yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
5.
Teman sekaligus sahabat saya Marissa Ivana Simanjuntak yang
senantiasa selalu memberikan doa, dukungan , semangat, dan bantuan
kepada penulis selama masa perkuliahan hingga penyelesaian Tugas
Akhir ini.
6.
Seluruh asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, yaitu Memory
Hidyart, Josiah Suatan dan Sandro Levi Panggabean dan juga teman
saya Youki Hutauruk yang dengan kerelaan hati meluangkan
waktunya untuk membantu dalam pengambilan data Tugas Akhir.
7.
Seluruh asisten Laboratorium Transmisi dan Distribusi M.Fikry,
Syahlan Hutagaol, Sakinah, Frederik, Alberth, dan Andreas yang
selalu membantu dan menyediakan tempat untuk bertukar pikiran
serta hiburan selama masa pengerjaan Tugas Ahkir ini.
8.
Rekan dan sahabat seperjuangan Emir Lutfi Pahlevi, Rizky Wira,
Riko, Tidauccy, James, Bill, Riandi, Riswanta, Ferro, Biondi, Marco,
iii
Universitas Sumatera Utara
Faisal Idris, Faisal Hasibuan, Angga, Dedy, Canboy, Frans, Erik
Cucen, Risjen, Yosef, dan kepada seluruh rekan angkatan 2011 Balak
1 Elektro USU yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang selalu
saling memberi semangat, bantuan dan berbagi cerita selama
perkuliahan.
9.
Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah
memberikan dukungan dan bantuan.
10. Bapak
Alfatta
Faisal,
S.Si,
M.Kes
selaku
Manajer
Teknik
Laboratorium Fisika Udara dan Radiasi Balai Teknik Kesehatan
Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas 1 Medan
11. Serta semua pihak yang telah mendukung penyelesaian Tugas Akhir
ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih belum
sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun
susunan
bahasanya.
Saran
dan
kritik
dari
pembaca
dengan
tujuan
menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis
harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat
berguna bagi kita semua dan hanya kepada Tuhan yang Maha Esa penulis
menyerahkan diri.
Medan, Maret 2016
Penulis,
Yoshua Baptist Bangun
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah................................................................................ 2
1.3 Tujuan .................................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah .................................................................................... 3
1.5 Manfaat .................................................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Isolator ................................................................................................... 4
2.1.1 Jenis Isolator Hantaran Udara ......................................................... 4
2.1.2 Bahan Dielektrik Isolator ................................................................ 8
2.1.3 Karakteristik Elektrik Isolator ....................................................... 11
2.2 Isolator Terpolusi Dan Pengukuran Tingkat Bobot Polusi ..................... 14
2.3 Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Terpolusi ............................... 21
2.4 Benang Layangan Pada Isolator Terpolusi ............................................ 25
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat Penelitian................................................................................. 27
3.2 Bahan dan Peralatan ............................................................................. 27
3.3 Pelaksanaan Penelitian ......................................................................... 31
3.4 Variabel yang Diamati.......................................................................... 31
v
Universitas Sumatera Utara
3.5 Prosedur Penelitian ............................................................................... 32
3.6 Prosedur Kerja ..................................................................................... 33
3.6.1 Penelitian Pada Kondisi Hujan ...................................................... 33
3.6.2 Penelitian Pada Kondisi Berasap ................................................... 36
3.6.3 Pengukuran ESDD ........................................................................ 40
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator yang Di Pengaruhi
Benang Layangan Pada Kondisi Hujan ................................................. 42
4.2 Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator yang Di Pengaruhi
Benang Layangan Pada Kondisi Berasap .............................................. 48
4.3 Hasil Perhitungan Tingkat Bobot Polusi Berdasarkan Metode ESDD
(Equivalent Salt Depoosit Density) ....................................................... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 81
5.2 Saran .................................................................................................... 82
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik isolator pin-post.............................................................. 7
Tabel 2.2 Tingkat polusi dilihat dari kondisi lingkungan .................................. 18
Tabel 2.3 Faktor Koreksi Suhu ......................................................................... 20
Tabel 4.1 Data Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Ringan dan di
Pengaruhi Benang Saat Kondisi Hujan ............................................. 42
Tabel 4.2 Data Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Sedang dan di
Pengaruhi Benang Saat Kondisi Hujan ............................................. 44
Tabel 4.3 Data Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Berat dan di
Pengaruhi Benang Saat Kondisi Hujan ............................................. 46
Tabel 4.4 Data Tegangan Flashover Isolator Pin yang Dipengaruhi Benang
Nilon Pada Kondisi Berasap ............................................................ 49
Tabel 4.5 Data Tegangan Flashover
Isolator Post yang Dipengaruhi
Benang Nilon Pada Kondisi Berasap ................................................ 49
Tabel 4.6 Data Tegangan Flashover Isolator Pin-post yang Dipengaruhi
Benang Nilon Pada Kondisi Berasap ................................................ 49
Tabel 4.7 Data Tegangan Flashover Isolator Pin yang Dipengaruhi Benang
Katun Pada Kondisi Berasap ............................................................ 53
Tabel 4.8 Data Tegangan Flashover
Isolator Post yang Dipengaruhi
Benang Katun Pada Kondisi Berasap ............................................... 54
Tabel 4.9 Data Tegangan Flashover Isolator Pin-post yang Dipengaruhi
Benang Katun Pada Kondisi Berasap ............................................... 54
Tabel 4.10 Data Tegangan Flashover Isolator Pin yang Dipengaruhi Benang
Gelasan Pada Kondisi Berasap ......................................................... 58
Tabel 4.11 Data Tegangan Flashover
Isolator Post yang Dipengaruhi
Benang Gelasan Pada Kondisi Berasap ............................................ 59
Tabel 4.12 Data Tegangan Flashover Isolator Pin-post yang Dipengaruhi
Benang Gelasan Pada Kondisi Berasap ............................................ 59
Tabel A.1 Data Kondisi Isolator Kering dan Bersih .......................................... 85
Tabel A.2 Kondisi Isolator Kering Terpolusi Ringan ........................................ 85
Tabel A.3 Kondisi Isolator Kering Terpolusi Sedang ....................................... 85
vii
Universitas Sumatera Utara
Tabel A. 4 Kondisi Isolator Kering Terpolusi Berat ........................................... 85
Tabel B.1 Data Pengukuran Konduktivitas dan Suhu Larutan........................... 86
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Isolator pin..................................................................................... 5
Gambar 2.2
Isolator Post ................................................................................... 6
Gambar 2.3
Isolator Pin-post ............................................................................. 6
Gambar 2.4
Bentuk-bentuk Isolator Gantung .................................................... 8
Gambar 2.5
Isolator dari Bahan Porselen........................................................... 9
Gambar 2.6
Isolator dari Bahan Gelas ............................................................. 10
Gambar 2.7
Isolator Komposit ........................................................................ 11
Gambar 2.8
Perpanjangan sirip yang terpasang pada isolator porselen ............. 17
Gambar 2.9
Isolator Terpolusi dan Rangkaian Ekivalennya ............................. 22
Gambar 2.10 Jarak Rambat Isolator .................................................................. 24
Gambar 2.11 Benang Layangan pada Isolator Terpolusi .................................... 26
Gambar 3.1
Trafo Uji ...................................................................................... 27
Gambar 3.2
Autotransformer ........................................................................... 28
Gambar 3.3
Tahanan Peredam......................................................................... 28
Gambar 3.4
Multimeter Digital ...................................................................... 29
Gambar 3.5
Barometer/humiditymeter/thermometer digital ............................ 29
Gambar 3.6
Pompa Air................................................................................... 30
Gambar 3.7
Conductivitymeter ....................................................................... 31
Gambar 3.8
Diagram Alir Penelitian ............................................................. 32
Gambar 3.9
Isolator Dicelupkan Larutan Polutan .......................................... 34
Gambar 3.10
Rangkaian Pengujian Kondisi Hujan .......................................... 35
Gambar 3.11
Benang Layangan Dipermukaan Isolator .................................... 35
Gambar 3.12
Rangkaian Pengujian Kondisi Berasap ....................................... 37
Gambar 3.13
Proses Pembakaran Ranting Kayu .............................................. 38
Gambar 3.14
Proses Pemasukan Asap ............................................................. 38
Gambar 3.15
Asap Ditahan dalam Ruang Kaca ............................................... 39
Gambar 3.16
Larutan Polutan.......................................................................... 41
Gambar 3.17
Pengukuran Suhu dan Konduktivitas Larutan Polutan ................ 41
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 Grafik Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Ringan vs Jenis
Benang ........................................................................................ 43
Gambar 4.2 Grafik Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Sedang vs Jenis
Benang ........................................................................................ 45
Gambar 4.3 Grafik Tegangan Flashover Isolator Terpolusi Berat vs Jenis
Benang ........................................................................................ 47
Gambar 4.4 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Suhu Asap (Dipengaruhi
Benang Nilon) ............................................................................. 50
Gambar 4.5 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 51
Gambar 4.6 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 51
Gambar 4.7 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 51
Gambar 4.8 Grafik Tegangan flashover isolator pin-post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 52
Gambar 4.9 Grafik Tegangan flashover isolator pin-post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Nilon) ....................................................... 52
Gambar 4.10 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 55
Gambar 4.11 Grafik Tegangan flashover isolator pin vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 55
Gambar 4.12 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 56
Gambar 4.13 Grafik Tegangan flashover isolator post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 56
Gambar 4.14 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 57
Gambar 4.15 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Katun) ....................................................... 57
Gambar 4.16 Grafik Tegangan flashover isolator Pin vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 60
x
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.17 Grafik Tegangan flashover isolator Pin vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 60
Gambar 4.18 Grafik Tegangan flashover isolator Post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 61
Gambar 4.19 Grafik Tegangan flashover isolator Post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 61
Gambar 4.20 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Suhu Asap
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 61
Gambar 4.21 Grafik Tegangan flashover isolator Pin-post vs Kelembaban
(Dipengaruhi Benang Gelasan) .................................................... 62
xi
Universitas Sumatera Utara