PENGARUH PENYARINGAN MINYAK TERHADAP TEMBUS PADA GABUNGAN BAHAN MINYAK-LDPE YANG DISEBABKAN OLEH PELUAHAN SEBAGIAN DENGAN PANJANG CELAH 0.5 mm.

ABSTRAK

Penyaringan adalah proses pemisahan dari campuran heterogen yang
mengandung cairan dan partikel-partikel padat dengan menggunakan media
saring (filter) yang hanya meloloskan cairan dan menahan partikel-partikel
padat.Pada tugas akhir ini akan menganalisa pengaruh dari penyaringan minyak
terhadap karakteristik dari peluahan sebagian yang terjadi pada isolasi
gabungan minyak-LDPE.Dengan menggunakan sistem elektroda jarum-bidang
datar dalam media minyak transformator Nytro Libra Nynas, Osiloskop Digital
TDS 210 dan PC maka akan diperoleh keterangan mengenai pengaruh peluahan
sebagian terhadap waktu tembus akibat dari pemvariasian tegangan.
Setelah dilakukan pengukuran, bahwa rata-rata waktu tembus isolasi
gabungan minyak-LDPE melalui proses penyaringan minyak dengan
pemvariasian tegangan, pada tegangan 30 kV dan resistor 375 ohm adalah
3017.5 detik.Pada tegangan 32 kV dan resistor 375 ohm adalah 1318 detik. Dan
pada tegangan 34 kV dan resistor 375 ohm adalah 29.875 detik.Sedangkan ratarata waktu tembus isolasi gabungan minyak-LDPE tanpa proses penyaringan
dengan pemvariasian tegangan ,pada tegangan 30 kV dan resistor 375 ohm
adalah 2508.75 detik.Pada tegangan 32 kV dan resistor 375 ohm adalah 987.375
detik.Dan pada tegangan 34 kV dan resistor 375 ohm adalah 21.875 detik. Jadi
dapat disimpulkan pengaruh penyaringan minyak terhadap waktu tembus bahan
isolasi gabungan minyak-LDPE dengan menggunakan variasi tegangan adalah

waktu tembus menjadi lebih lama.
Kata Kunci : Penyaringan ,elektroda jarum-bidang datar, minyak
transformator Nytro Libra Nynas, LDPE , peluahan
sebagian.

i

BAB I
PENDAHULUAN

1.1.Latar belakang
Energi listrik menjadi kebutuhan yang penting dalam kehidupan manusia saat ini,
karena hampir semua aktifitas manusia dipermudah dengan menggunakan peralatan listrik.
Umumnya, kegagalan alat-alat listrik ketika digunakan disebabkan oleh kegagalan isolasi
dalam menjalankan fungsinya sebagai isolator. Isolator adalah suatu bahan yang berfungsi
untuk mengisolasi konduktor yang mempunyai beda potensial dalam suatu rangkaian
listrik.Bahan ini mempunyai sifat untuk dapat memisahkan secara elektris dua buah
penghantar atau lebih yang berdekatan sehingga tidak terjadi kebocoran arus.Dengan
demikian ,bahan isolasi harus mempunyai kekuatan dielektrik yang baik.
Banyak jenis bahan isolasi yang telah digunakan ,diantaranya tahun 1893 di London

telah digunakan kabel transmisi bawah tanah dengan isolasi kertas.Kemudian tahun 1911
penggunaan kabel isolasi kertas yang diserapi minyak digunakan di Jerman dan sekitar tahun
1917 penggunaan kabel yang terisi minyak (oil filled cable) digunakan di Italia.Oil filled
cable telah digunakan dalam sistem transmisi bawah tanah lebih dari setengah abad. Namun
oil filled cable mempunyai kelemahan diantaranya rugi-rugi dielektrik yang tinggi, ketahanan
terhadap api yang rendah dan perlu biaya mahal dalam pembuatan.
Pada peralatan listrik tegangan tinggi saat ini, material polimer telah banyak
digunakan sebagai material isolasi. Material polimer memiliki tegangan tembus yang
tinggi,kekuatan dielektrik tinggi, ringan dan mudah dalam proses pembuatan.[1] Selain itu,
bahan isolasi polimer memiliki keuntungan lain, seperti : resistivitas volume dan sifat termal

lebih baik daripada bahan keramik atau gelas, dan kedap air (hidrophobik). Tetapi material
polimer juga memiliki kekurangan, antara lain: kekuatan mekanis kurang bagus, kurang
tahan terhadap perubahan cuaca, dan bahan mentah relatif mahal.[2]
Kualitas isolasi yang baik mutlak diperlukan untuk menjamin keandalan dan kualitas
penyaluran daya listrik ke konsumen ,tetapi pada kenyataannya kegagalan atau gangguan
listrik sering terjadi yang menyebabkan berkurangnya keandalan penyaluran daya
listrik.Salah satu penyebabnya adalah kejadian peluahan sebagian (partial discharge) pada
rongga (void) dalam material isolasi yang dapat mengawali terjadinya kegagalan isolasi
(breakdown).

Beberapa faktor yang berpengaruh pada performansi kabel polimer adalah cacat
(defect). Cacat itu dapat timbul dalam bentuk rongga (void), ketidakmurnian (impurities),dan
tonjolan (protrusion) pada permukaan (interface) antara lapisan semikonduktor dan isolasi
polimer. Akibat adanya stress listrik yang terus menerus maka akan terjadi

peluahan,

penuaan (aging) isolasi polimer dan pada cacat ini akan timbul dan tumbuh pemohonan
listrik (Electrical treeing) 4  . Jika electrical treeing ini menjembatani isolasi, maka kegagalan
isolasi akan terjadi.
Pada tugas akhir ini, penulis mencoba untuk mengamati pengaruh penyaringan
minyak terhadap lamanya waktu suatu isolasi menahan tegangan terhadap karakteristik
peluahan

sebagian dan besarnya muatan yang dideteksi selama pengukuran. Sehingga

pengukuran peluahan sebagian dilakukan dengan sistem pengukuran yang mendeteksi arus
(muatan) dengan menggunakan elektroda jarum-bidang datar untuk memperkirakan
ketahanan material isolasi terhadap peluahan sebagian.


1.2.Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini meliputi:
1. Menganalisa pengaruh penyaringan minyak terhadap lamanya waktu tembus dari
gabungan bahan minyak-polimer akibat peluahan sebagian.
2. Menganalisa pengaruh penyaringan minyak terhadap jumlah muatan peluahan
sebagian dari gabungan bahan minyak-polimer pada tegangan 30 KV, 32 KV ,dan 34
KV pada frekuensi 50 Hz.
3. Membandingkan lamanya waktu tembus dari gabungan bahan minyak-polimer akibat
peluahan sebagian antara yang melalui proses penyaringan minyak dengan yang tidak
melalui proses penyaringan minyak.

1.3.Pembatasan Masalah
Asumsi-asumsi yang diambil untuk membatasi masalah:
1. Sampel polimer yang digunakan adalah jenis LDPE dalam bentuk film dengan
ketebalan 40 µm.
2. Sampel cair yang digunakan adalah minyak transformator Nytro Libra Nynas yang
disaring.
3. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan elektroda jarum – bidang datar.
4. Tegangan yang diterapkan adalah tegangan AC (50Hz), dengan tegangan kerja 30
kVpp, 32 kVpp dan 34 kVpp (V incepsi agar peluahan sebagian (PD) terjaga selalu ada)

5. Membahas pengaruh peluahan sebagian dan lamanya waktu penerapan tegangan
sampai terjadinya tembus (breakdown) pada tahanan 375  .

6. Tidak membahas secara detail alat dan komponen atau media yang digunakan dalam
sistem pengukuran.

1.4.

Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari penelitian:
1. Mengetahui pengaruh penyaringan minyak terhadap lamanya waktu ketahanan bahan
isolasi LDPE dalam media minyak transfromator akibat peluahan sebagian .

2. Memahami karakteristik dan jumlah peluahan sebagian dalam bahan isolasi LDPE
pada media minyak transformator.

1.5

Sistematika Penulisan
Laporan Tugas Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I

Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang, tujuan, pembatasan masalah, tujuan
penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II

Dasar Teori
Memuat dasar teori tentang isolasi polimer khusunya LDPE ,teori
peluahan sebagian (partial discharge) ,dan teori tentang minyak
transformator Nytro Libra Nynas.

BAB III

Metodologi Penelitian dan Sistem Pengolahan Data

Membahas bagaimana proses atau langkah-langkah pengukuran dan
pengolahan data hasil pengukuran, serta perangkat komponen dan
software yang digunakan dalam sistem pengukuran pulsa peluahan

sebagian dan persiapan sampel.
BAB IV

Hasil Pengukuran dan Analisa
Menyajikan data-data hasil pengukuran percobaan peluahan sebagian
pada polimer LDPE dan analisis hasil percobaan.

BAB V

Penutup
Menarik kesimpulan atas percobaan yang dilakukan.

PENGARUH PENYARINGAN MINYAK TERHADAP TEMBUS
PADA GABUNGAN BAHAN MINYAK-LDPE YANG DISEBABKAN
OLEH PELUAHAN SEBAGIAN DENGAN PANJANG CELAH 0.5 mm

TUGAS AKHIR
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Strata-1
Pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Andalas


Oleh :
IRFANDO ADRIYAN
BP : 0810952048

Pembimbing :
EKA PUTRA WALDI, M. Eng
NIP : 19721220 199803 1 003

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2012

DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK

………………………………..……………………i


KATA PENGANTAR

………………………………..……………………ii

DAFTAR ISI

……………………………….……………………iv

DAFTAR GAMBAR

……………………………………………………vii

DAFTAR TABEL

…………………………………………………….ix

BAB I PENDAHULUAN

……………………………………………………..1


1.1. Latar belakang

……………………………………………………..1

1.2. Tujuan Penelitian

……………………………………………………..3

1.3. Pembatasan masalah

……………………………………………..3

1.4. Manfaat Penelitian

……………………………………………..4

1.5. Sistematika Penulisan

……………………………………………..4


BAB II DASAR TEORI

……………………………………………..6

2.1. Isolasi Polimer

..................................................................................6

2.2. Bahan Polimer

............……………………………………………..7

2.3. Struktur Polimer

………………………………..................................7

2.4. Polietilena

……………….…………………………………….8

2.5. Polietilen Kerapatan Rendah (LDPE) …………………….…………11
2.6. Peluahan Sebagian (Partial Discharge) Di Dalam Bahan Isolasi …….13
2.7. Mekanisme Kegagalan Isolasi Zat Cair

...........................................16

2.7.1 Kegagalan Elektronik Pada Zat Cair ...........................................16
2.7.2 Kegagalan Gelembung atau Kavitasi Pada Zat Cair ...................18
2.7.3 Kegagalan Bola Cair Dalam Zat Cair

...............................20
iv

2.7.4 Kegagalan Butiran Padat Dalam Zat Cair

...............................21

2.7.5 Kegagalan Campuran Zat Cair-Padat

...............................22

2.8. Nytro Libra Nynas Oil .........................................................................23
2.9. Pendeteksian dan Pengukuran Peluahan Sebagian...…………………26
2.10. Peluahan Sebagian (PD) Pada Void…..……………………………...27
2.10.1 Pembangkitan Ion …………………………………………...27
2.10.1.1 Ionisasi Karena Benturan (Collision) Elektron……………...29
2.11.1.2 Ionisasi Karena Cahaya (Fotoionisasi)………………………31
2.11.1.3 Ionisasi Karena Panas (Ionisasi Thermal) …………………..32
…………………………………...33

2.10.2 Rekombinasi

………………….……………….40

2.11. Penyaringan (Filtrasi)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN DAN SISTEM PENGOLAHAN DATA
3.1 Metodologi

……………………………………………………42

3.2 Rancangan dan sistem pengolahan data
3.3 Peralatan dan Bahan

……………………………44

……………………………………………45

3.3.1. Trafo Tegangan Tinggi

……………………………………46

3.3.2. Resistor Proteksi

……………………………………46

3.3.3. Elektroda Jarum – Bidang Datar

……………………………47

3.3.4. Resistor Pengukuran (RM)

……………………………48

3.3.5. Osiloskop TDS 2000
3.3.6. Kabel Koaksial dan Konektor
3.3.7. Personal Computer (PC)
3.4. Waktu dan Tempat Penelitian

……………………………………48
……………………………48
……………………………………49
……………………………………49
v

3.4.1. Waktu Penelitian

…………………………………....49

3.4.2. Tempat Penelitian

……………………………………50

BAB IV HASIL PENGUKURAN DAN ANALISA

……………………51

4.1. Besar Tegangan Permulaan Partial Discharge

...…………51

4.2. Pengaruh PD Terhadap Waktu Tembus Bahan Isolasi

……………52

4.3. Jumlah Muatan PD Sebagai Fungsi Tegangan

……………59

4.4. Pengaruh Dari Penyaringan MinyakTerhadap Waktu Tembus Isolasi…63
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan

……………………………………………………67
……………………………………………………67

DAFTAR PUSTAKA

................................................................................68

LAMPIRAN

................................................................................70

vi

Dokumen yang terkait

PENGARUH PELUAHAN SEBAGIAN PADA TEMBUS BAHAN ISOLASI POLYETHYLENE KERAPATAN RENDAH (LDPE) TERHADAP WAKTU DAN UKURAN DIAMETER CELAH DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM ELEKTRODA METODA CIGRE II.

0 0 10

KETAHANAN BAHAN ISOLASI POLYETHILENE KERAPATAN RENDAH (LDPE) DENGAN MEDIA MINYAK TRAFO NYTRO LIBRA NYNAS TERHADAP AKTIVITAS PD (PELUAHAN SEBAGIAN).

1 3 10

KETAHANAN BAHAN ISOLASI POLYETHILENE KERAPATAN RENDAH (LDPE) DENGAN MEDIA MINYAK TRAFO NYTRO LIBRA NYNAS TERHADAP AKTIVITAS PD (PELUAHAN SEBAGIAN) - Repositori Universitas Andalas

0 0 1

KETAHANAN BAHAN ISOLASI POLYETHILENE KERAPATAN RENDAH (LDPE) DENGAN MEDIA MINYAK TRAFO NYTRO LIBRA NYNAS TERHADAP AKTIVITAS PD (PELUAHAN SEBAGIAN) - Repositori Universitas Andalas

0 0 3

KETAHANAN BAHAN ISOLASI POLYETHILENE KERAPATAN RENDAH (LDPE) DENGAN MEDIA MINYAK TRAFO NYTRO LIBRA NYNAS TERHADAP AKTIVITAS PD (PELUAHAN SEBAGIAN) - Repositori Universitas Andalas

0 0 1

KETAHANAN BAHAN ISOLASI POLYETHILENE KERAPATAN RENDAH (LDPE) DENGAN MEDIA MINYAK TRAFO NYTRO LIBRA NYNAS TERHADAP AKTIVITAS PD (PELUAHAN SEBAGIAN) - Repositori Universitas Andalas

0 3 5

PENGARUH PENYARINGAN MINYAK TERHADAP TEMBUS PADA GABUNGAN BAHAN MINYAK-LDPE YANG DISEBABKAN OLEH PELUAHAN SEBAGIAN DENGAN PANJANG CELAH 0.5 mm - Repositori Universitas Andalas

0 0 1

PENGARUH PENYARINGAN MINYAK TERHADAP TEMBUS PADA GABUNGAN BAHAN MINYAK-LDPE YANG DISEBABKAN OLEH PELUAHAN SEBAGIAN DENGAN PANJANG CELAH 0.5 mm - Repositori Universitas Andalas

0 0 5

PENGARUH PENYARINGAN MINYAK TERHADAP TEMBUS PADA GABUNGAN BAHAN MINYAK-LDPE YANG DISEBABKAN OLEH PELUAHAN SEBAGIAN DENGAN PANJANG CELAH 0.5 mm - Repositori Universitas Andalas

0 0 1

PENGARUH PENYARINGAN MINYAK TERHADAP TEMBUS PADA GABUNGAN BAHAN MINYAK-LDPE YANG DISEBABKAN OLEH PELUAHAN SEBAGIAN DENGAN PANJANG CELAH 0.5 mm - Repositori Universitas Andalas

0 0 3