Pengaruh Kelembaban Terhadap Arus Bocor Isolator Piring Jenis Porselen Terpolusi Abu Vulkanik
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu komponen utama pada jaringan transmisi dan distribusi sistem
tenaga listrik adalah isolator. Isolator merupakan suatu alat yang digunakan untuk
menopang kawat penghantar jaringan pada tiang-tiang listrik yang berfungsi
untuk memisahkan dua buah kawat atau lebih agar tidak terjadi kebocoran arus
(leakage current) atau loncatan bunga api (flashover) yang dapat mengakibatkan
terjadinya kerusakan pada sistem jaringan tenaga listrik.
Isolator lebih banyak digunakan pada saluran listrik hantaran udara,
akibatnya isolator menjadi rawan polusi. Udara disekitar isolator yang dipasang
pada ruangan terbuka dapat membawa polutan-polutan berupa debu/abu, asapasap kendaraan, maupun garam, sehingga polutan-polutan yang terbawa oleh
angin akan menempel pada permukaan isolator dan berangsur-angsur membentuk
suatu lapisan kontaminan. Lapisan kontaminan yang menempel pada permukaan
isolator akan mempengaruhi kinerja isolator, bahkan dapat membuat isolator
gagal melaksanakan fungsinya, salah satunya adalah peristiwa kebocoran arus
(leakage current). Selain lapisan kontaminan yang menempel pada isolator,
temperatur, tekanan, dan kelembaban udara disekitar isolator juga dapat
mempengaruhi kinerja isolator.
Menempelnya polutan seperti debu atau abu vulkanik dari letusan gunung
berapi seperti yang terjadi di kabupaten karo, provinsi sumatera utara, pada
tingkat kelembaban yang cukup tinggi, dapat mempengaruhi kinerja suatu
isolator. Pada saat meletusnya gunung Sinabung di Tanah Karo, abu vulkanik dari
letusan gunung tersebut terbawa oleh angin dan menempel dipermukaan isolator
yang berada disekitar gunung tersebut. Abu vulkanik yang menempel pada
permukaan isolator dan karena tingginya tingkat kelembaban didaerah tersebut,
akan mempengaruhi konduktivitas permukaan isolator. Terutama pada keadaan
1
Universitas Sumatera Utara
hujan ringan, dan kabut, akan membuat abu vulkanik semakin konduktif secara
elektrik. Hal ini akan mempengaruhi arus bocor permukaan isolator.
1.2 Perumusan Masalah
Melalui latar belakang, maka penulis dapat merumuskan masalah yang akan
dibahas adalah:
1.
Bagaimana arus bocor isolator pada keadaan bersih?
2.
Bagaimana pengaruh abu vulkanik kering terhadap arus bocor isolator ?
3.
Bagaimana pengaruh kelembaban terhadap arus bocor isolator yang sudah
terpolusi abu vulkanik kering ?
1.3 Batasan Masalah
Agar tujuan penulisan tugas akhir ini sesuai dengan yang diharapkan serta
terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan diatas maka penulis
membatasi permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut:
1.
Isolator yang diteliti adalah isolator piring berbahan porselen.
2.
Polutan yang digunakan pada penelitian ini ialah Abu vulkanikkering gunung
Sinabung.
3.
Untuk menyemburkan debu/abu vulkanik ke permukaan isolator, digunakan
sebuah blower yang dirangkaikan ke suatu ruangan kecil berbentuk persegi
yang terbuat dari bahan akrilik.Kecepatan angin dari blower tidak dibahas
dalam penelitian ini.
4.
Perubahan kandungan zat kimia abu vulkanik yang digunakan, tidak dibahas
dalam penelitian ini.
5.
Dalam penelitian ini, Kelembaban diperoleh dari pemanasan air dalam ketel
uap (distilasi uap) yang uapnya disalurkan melalui sebuah pipa kedalam suatu
ruangan penguapan berbahan kaca berbentuk persegi.
2
Universitas Sumatera Utara
6.
Karena dalam penelitian ini yang diteliti adalah arus bocor konduktif, maka
digunakan tegangan DC yang ada di Laboratorium Teknik Tegangan
Tinggi,Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.4.1 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
kelembaban terhadap arus bocor isolator piring jenis porselen terpolusi abu
vulkanik.
1.4.2 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah untuk memberikan informasi
tentang layak tidaknya suatu isolator yang terpolusi jika ditinjau dari arus
bocornya bila abu vulkanik yang menempel pada isolator semakin tebal dan bila
keadaan kelembaban udara disekitar isolator yang sudah terpolusi abu vulkanik
semakin meningkat.
1.5 Metode Penelitian
Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Departemen
Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Penelitian dilakukan untuk
mengetahui nilai dari arus bocor isolator piring yang terpolusi abu vulkanik bila
kelembaban udara sekitar berubah atau semakin meningkat. Isolator terlebih
dahulu dibersihkan dan dikeringkan selama ± 24 jam. Lalu diukur nilai arus
bocornya dan setelah itu isolator dipolutani didalam suatu ruangan kecil berbentuk
persegi. Dalam ruangan kecil tersebut abu vulkanik disemburkan dengan bantuan
sebuah blower yang telah dirangkaikan sedemikian rupa. Isolator yang sudah
terpolusi abu vulkanik dimaksukkan kedalam suatu ruangan kaca (ruangan uji
yang tertutup). Dalam ruangan kaca dialirkan uap air melalui sebuah selang
sampai kelembaban udara dalam ruang kaca mencapai nilai yang ditentukan.
Pengujian arus bocor dilakukan dalam berbagai tingkat polusi dan kelembaban.
Isolator dirangkai seperti pada Gambar 3.3 (pada Subbab 3.5.1) dan diberi
tegangan DC berturut-turut 10 kV, 20 kV, dan 30 kV.
3
Universitas Sumatera Utara
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pemahaman terhadap tugas akhir ini maka penulis
menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan
manfaat penelitian, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini memebahas tentang isolator, tegang lewat denyar, tegangan lewat denyar
pada isolator terpolusi, presipitasi, kandungan air hujan, pengukuran hujan.
Bab III Metode Penelitian
Bab ini berisi tentang tempat dan waktu penelitian, bahan pengujian, alat
penelitian dan spesifikasinya, variasi pengujian, prosedur eksperimen.
Bab IV Hasil dan Pembahasan
Berisi tentang data dan grafik dari hasil pengujian.
Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan tugas akhir dan saran
penulis kepada pembaca.
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu komponen utama pada jaringan transmisi dan distribusi sistem
tenaga listrik adalah isolator. Isolator merupakan suatu alat yang digunakan untuk
menopang kawat penghantar jaringan pada tiang-tiang listrik yang berfungsi
untuk memisahkan dua buah kawat atau lebih agar tidak terjadi kebocoran arus
(leakage current) atau loncatan bunga api (flashover) yang dapat mengakibatkan
terjadinya kerusakan pada sistem jaringan tenaga listrik.
Isolator lebih banyak digunakan pada saluran listrik hantaran udara,
akibatnya isolator menjadi rawan polusi. Udara disekitar isolator yang dipasang
pada ruangan terbuka dapat membawa polutan-polutan berupa debu/abu, asapasap kendaraan, maupun garam, sehingga polutan-polutan yang terbawa oleh
angin akan menempel pada permukaan isolator dan berangsur-angsur membentuk
suatu lapisan kontaminan. Lapisan kontaminan yang menempel pada permukaan
isolator akan mempengaruhi kinerja isolator, bahkan dapat membuat isolator
gagal melaksanakan fungsinya, salah satunya adalah peristiwa kebocoran arus
(leakage current). Selain lapisan kontaminan yang menempel pada isolator,
temperatur, tekanan, dan kelembaban udara disekitar isolator juga dapat
mempengaruhi kinerja isolator.
Menempelnya polutan seperti debu atau abu vulkanik dari letusan gunung
berapi seperti yang terjadi di kabupaten karo, provinsi sumatera utara, pada
tingkat kelembaban yang cukup tinggi, dapat mempengaruhi kinerja suatu
isolator. Pada saat meletusnya gunung Sinabung di Tanah Karo, abu vulkanik dari
letusan gunung tersebut terbawa oleh angin dan menempel dipermukaan isolator
yang berada disekitar gunung tersebut. Abu vulkanik yang menempel pada
permukaan isolator dan karena tingginya tingkat kelembaban didaerah tersebut,
akan mempengaruhi konduktivitas permukaan isolator. Terutama pada keadaan
1
Universitas Sumatera Utara
hujan ringan, dan kabut, akan membuat abu vulkanik semakin konduktif secara
elektrik. Hal ini akan mempengaruhi arus bocor permukaan isolator.
1.2 Perumusan Masalah
Melalui latar belakang, maka penulis dapat merumuskan masalah yang akan
dibahas adalah:
1.
Bagaimana arus bocor isolator pada keadaan bersih?
2.
Bagaimana pengaruh abu vulkanik kering terhadap arus bocor isolator ?
3.
Bagaimana pengaruh kelembaban terhadap arus bocor isolator yang sudah
terpolusi abu vulkanik kering ?
1.3 Batasan Masalah
Agar tujuan penulisan tugas akhir ini sesuai dengan yang diharapkan serta
terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan diatas maka penulis
membatasi permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut:
1.
Isolator yang diteliti adalah isolator piring berbahan porselen.
2.
Polutan yang digunakan pada penelitian ini ialah Abu vulkanikkering gunung
Sinabung.
3.
Untuk menyemburkan debu/abu vulkanik ke permukaan isolator, digunakan
sebuah blower yang dirangkaikan ke suatu ruangan kecil berbentuk persegi
yang terbuat dari bahan akrilik.Kecepatan angin dari blower tidak dibahas
dalam penelitian ini.
4.
Perubahan kandungan zat kimia abu vulkanik yang digunakan, tidak dibahas
dalam penelitian ini.
5.
Dalam penelitian ini, Kelembaban diperoleh dari pemanasan air dalam ketel
uap (distilasi uap) yang uapnya disalurkan melalui sebuah pipa kedalam suatu
ruangan penguapan berbahan kaca berbentuk persegi.
2
Universitas Sumatera Utara
6.
Karena dalam penelitian ini yang diteliti adalah arus bocor konduktif, maka
digunakan tegangan DC yang ada di Laboratorium Teknik Tegangan
Tinggi,Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.4.1 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
kelembaban terhadap arus bocor isolator piring jenis porselen terpolusi abu
vulkanik.
1.4.2 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah untuk memberikan informasi
tentang layak tidaknya suatu isolator yang terpolusi jika ditinjau dari arus
bocornya bila abu vulkanik yang menempel pada isolator semakin tebal dan bila
keadaan kelembaban udara disekitar isolator yang sudah terpolusi abu vulkanik
semakin meningkat.
1.5 Metode Penelitian
Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Departemen
Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Penelitian dilakukan untuk
mengetahui nilai dari arus bocor isolator piring yang terpolusi abu vulkanik bila
kelembaban udara sekitar berubah atau semakin meningkat. Isolator terlebih
dahulu dibersihkan dan dikeringkan selama ± 24 jam. Lalu diukur nilai arus
bocornya dan setelah itu isolator dipolutani didalam suatu ruangan kecil berbentuk
persegi. Dalam ruangan kecil tersebut abu vulkanik disemburkan dengan bantuan
sebuah blower yang telah dirangkaikan sedemikian rupa. Isolator yang sudah
terpolusi abu vulkanik dimaksukkan kedalam suatu ruangan kaca (ruangan uji
yang tertutup). Dalam ruangan kaca dialirkan uap air melalui sebuah selang
sampai kelembaban udara dalam ruang kaca mencapai nilai yang ditentukan.
Pengujian arus bocor dilakukan dalam berbagai tingkat polusi dan kelembaban.
Isolator dirangkai seperti pada Gambar 3.3 (pada Subbab 3.5.1) dan diberi
tegangan DC berturut-turut 10 kV, 20 kV, dan 30 kV.
3
Universitas Sumatera Utara
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pemahaman terhadap tugas akhir ini maka penulis
menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan
manfaat penelitian, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini memebahas tentang isolator, tegang lewat denyar, tegangan lewat denyar
pada isolator terpolusi, presipitasi, kandungan air hujan, pengukuran hujan.
Bab III Metode Penelitian
Bab ini berisi tentang tempat dan waktu penelitian, bahan pengujian, alat
penelitian dan spesifikasinya, variasi pengujian, prosedur eksperimen.
Bab IV Hasil dan Pembahasan
Berisi tentang data dan grafik dari hasil pengujian.
Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan tugas akhir dan saran
penulis kepada pembaca.
4
Universitas Sumatera Utara