Pengaruh Posisi Stub Isolator Terhadap Distribusi Tegangan Pada Isolator Piring Gelas
TUGAS AKHIR
OSISI STUB ISOLATOR TERHADAP D
PENGARUH POSISI
DISTRIBUSI
GAN PADA ISOLATOR PIRING GELA
TEGANGAN
GELAS
an u
untuk memenuhi salah satu syarat dalam
Diajukan
am
yelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
menyele
kE
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumat
Departemen Teknik
matera Utara
Oleh
ANDI HIDAYAT
NIM : 100402035
ARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
DEPART
RO
FAKULTAS TEKNIK
VERSITAS SUMATERA UTARA
UNIVERSI
RA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PENGARUH POSISI STUB ISOLATOR TERHADAP DISTRIBUSI
TEGANGAN PADA ISOLATOR PIRING GELAS
Oleh:
ANDI HIDAYAT
100402035
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada Tanggal 12 Bulan November Tahun 2014 di depan Penguji:
1. Ketua Penguji
: Ir. Hendra Zulkarnaen
2. Anggota Penguji
: Ir. Zulkarnaen Pane, MT
Disetujui Oleh:
Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Syahrawardi
NIP. 19570223 198303 1 002
Diketahui Oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik USU
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si.
NIP. 19540531 198601 1 002
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Distribusi tegangan tidak merata dikarenakan timbulnya kapasitansi sasar
yang terjadi antara isolator dengan menara dan isolator dengan konduktor.
Kerusakan isolator piring berbahan gelas diakibatkan diantaranya oleh perubahan
cuaca yang tajam, arus surja, dan flashover. Kerusakan isolator piring gelas akan
meninggalkan bongkol (stub) yang dapat memperpendek jarak rambat isolator.
Pengaruh tersebut memungkinkan terjadinya perubahan besaran distribusi
tegangan pada tiap unit isolator piring.
Dalam penelitian ini dilakukan percobaan terhadap letak posisi stub yang
berbeda dari tiap unit isolator untuk mengetahui pengaruhnya terhadap distribusi
tegangan. Percobaan dilakukan dengan menggunakan 8 (delapan) unit isolator
piring gelas dan 1 (satu) unit stub isolator dengan menggunakan elektroda bolabola sebagai alat pengukur tembus listrik. Jarak dari elektroda bola-bola sebesar 2
mm yang di isolasi oleh dielektrik udara.
Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa impedansi total pada unit isolator
yang rusak (stub) akan mengalami penurunan disebabkan terpecahnya bahan
dielektrik gelas akan menaikkan nilai kapasitansi dan menurunkan nilai resistansi.
Sehingga terpecahnya isolator berbahan gelas akan mempengaruhi besarnya
persentase distribusi tegangan yang terdapat pada suatu rentengan isolator rantai
dan persentase distribusi tegangan akan naik untuk isolator lain yang berada satu
tingkat dari isolator yang mengalami kerusakan untuk posisi isolator lain yang
menuju ground.
Kata kunci: isolator piring gelas, stub, arus permukaan, distribusi tegangan
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkah, ridho, dan
rahmat-Nya kepada Penulis serta dipanjatkan junjungan kepada Rasulullah
Muhammad SAW dengan hadirnya dua wasiat Al-Qur’an dan hadis sebagai
tuntunan kehidupan manusia di bumi ini sehingga Penulis dapat menyelesaikan
dengan baik Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat bagi Penulis untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
“PENGARUH POSISI STUB ISOLATOR TERHADAP DISTRIBUSI
TEGANGAN PADA ISOLATOR PIRING GELAS”
Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis
mendapat dukungan, bimbingan, dan pertolongan dari berbagai pihak. Untuk itu,
dengan setulus hati Penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1.
Kedua Orangtua tercinta, Muhari dan Aminah Tujuriah Batubara yang
selalu memberikan dukungan moril maupun materil serta perhatian dan doa
yang tak henti-hentinya selama hidup Penulis.
2.
Opung Duma Napitupuluh yang menjadi Malaikat Penyelamat bagi Penulis
sehingga sudah tahun demi tahun terlewati bersama di Pajak Horas
Pematangsiantar. Karena uluran tangannyalah maka Penulis dapat
melanjutkan studi dari awal sampai akhir.
3.
Saudara seperjuanganku, bang Todi Krisdianto S.Pd, bang Yusri Fahmi
alias Aseng, adik Bayu Prasetya, adik Mega Amalia dan adik Ade Suri
Arimbi. Terimakasih atas persaingan dan dorongan selama ini demi
menunjukkan jati diri terbaik sebagai generasi terunggul sehingga Penulis
dengan tekun dapat menyelesaikan perkuliahan dengan baik.
4.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro dan sebagai Dosen Wali Penulis yang telah memberikan arahan dan
pertimbangan dalam perkuliahan Penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Ir. Syahrawardi selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dan sebagai
Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Departemen Teknik Elektro
FT-USU yang telah banyak membimbing dan membantu Penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6.
Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc selaku Wakil Dekan III
FT-USU yang banyak memberikan pengalaman, motivasi dan bantuan moril
maupun materil sehingga Penulis menganggap sudah sebagai orangtua
kandung di negeri perantauan ini.
7.
Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU.
8.
Kawan-kawan asisten Teknik Tegangan Tinggi (T3) Depertemen Teknik
Elektro USU, yang banyak membantu Penulis dalam menyusun Tugas
Akhir sampai sejauh ini.
9.
Seluruh rekan-rekan, abang-abang, dan adik-adik di Departemen Teknik
Elektro, kawan satu kos Mursyid TE’10 juga khususnya kepada kawan
seperjuangan Riki TE’10 dan Suhendri TE’10 yang telah banyak
mengarungi lika-liku kehidupan bersamamu.
10.
Kawan-kawan Anggota Muda, Anggota Biasa, Pengurus, dan Alumni
seluruhnya dari Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) Komisariat Fakultas
Teknik USU yang telah menjadi saudara kandung Penulis di tanah
perantauan.
11.
Terutama dan teruntuk Engkau yang selalu menghiasi dan mewarnai
kehidupanku dengan senyum indahmu, Adinda Shinta Aisyah Putri
Dalimunthe yang telah memberikan perhatian dengan sangat luar biasa
hebatnya sehingga tunggulah tiba waktunya bagi kita bersatu untuk
mengarungi pahit atau manisnya kehidupan.
12.
Para pejuang yang merintis jalan kebenaran BIKE TO CAMPUS USU,
K3M PECINTA ALAM FT USU, dan SIMETRIKAL FT USU. Salam
juang untuk semuanya semoga kesuksesan akan beriringan bersama kita
semua.
13.
Tim Pemprakarsa terbentuknya Grup Facebook “Andi Lover’s” , Akbar
Dnick TE’13, Ilham Budianto TM’13, dan Novra Tama TS’13. Terimakasih
atas sokongan semangat dan bantuan yang banyak membantu Penulis dalam
iii
Universitas Sumatera Utara
meraih gelar sarjana. Semoga generasi andi lover’s akan selalu
mengharumkan bumi tercinta ini karena ditangan kita tergenggam arah
bangsa.
14.
Semua orang yang tidak dapat disebutkan satu persatu, Penulis banyak
mengucapkan terimakasih.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi
penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhirnya Penulis berharap Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya kaum terpelajar yang ingin lebih
mengetahui dan mendalami Tugas Akhir Penulis.
Medan,
September 2014
Penulis
Andi Hidayat
NIM : 100402035
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..........................................................................................................i
KATA PENGANTAR ......................................................................................ii
DAFTAR ISI .....................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................vii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................ix
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................ix
BAB I. PENDAHULUAN............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................2
1.3 Batasan Masalah .............................................................................2
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................4
2.1 Isolator Piring..................................................................................4
2.1.1 Umum ...................................................................................4
2.1.2 Konstruksi Isolator Piring.....................................................6
2.1.3 Jenis Bahan Dielektrik ..........................................................8
2.1.4 Tahanan Isolator .................................................................11
2.1.5 Kerusakan pada Isolator Piring...........................................13
2.1.6 Stub .....................................................................................14
2.2 Kapasitansi....................................................................................16
2.3 Distribusi Tegangan ......................................................................18
BAB III. METODELOGI PENELITIAN....................................................22
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian.......................................................22
3.2 Metode Pengumpulan Data...........................................................22
3.3 Peralatan dan Bahan Penelitian.....................................................23
3.3.1 Peralatan..............................................................................23
v
Universitas Sumatera Utara
3.3.2 Bahan ..................................................................................25
3.4 Rangkaian Penelitian ....................................................................25
3.5 Prosedur Penelitian .......................................................................26
3.5.1 Kondisi Normal...................................................................26
3.5.2 Kondisi Abnormal...............................................................26
BAB IV. HASIL DAN ANALISIS PENELITIAN ......................................28
4.1 Hasil Penelitian .............................................................................28
4.2 Hasil Perhitungan Persentase Distribusi Tegangan ......................31
4.3 Analisis Perhitungan Distribusi Tegangan....................................38
4.3.1 Analisis Kondisi Normal ....................................................38
4.3.2 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 1 ...39
4.3.3 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 2 ...39
4.3.4 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 3 ...40
4.3.5 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 4 ...40
4.3.6 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 5 ...41
4.3.7 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 6 ...42
4.3.8 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 7 ...42
4.3.9 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 8 ..43
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................44
5.1 Kesimpulan ...................................................................................44
5.2 Saran .............................................................................................44
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................45
LAMPIRAN.....................................................................................................46
BIODATA PENULIS......................................................................................48
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Hal
2.1
Isolator dalam bentuk piring
5
2.2
Isolator rantai pada saluran transmisi
5
2.3
Penampang melintang isolator piring
6
2.4
Jenis konstruksi rentengan isolator piring (a) vertikal
(suspension string) (b) horisontal (tension string)
(c) V string
8
2.5
Jenis isolator (a) porselen (b) gelas.
10
2.6
Komponen arus bocor pada isolator
11
2.7
Rangkaian ekuivalen arus bocor isolator
11
2.8
Rangkaian ekuivalen isolator mengabaikan arus volume
12
2.9
Peristiwa flashover (lewat denyar)
14
2.10
Kerusakan isolator rantai saluran transmisi
14
2.11
Peristiwa lewat denyar pada isolator gelas.
15
2.12
Rangkaian ekuivalen pada isolator piring
15
2.13
Rangkaian ekuivalen dari stub kondisi kering dan bersih
16
2.14
Kapasitansi pada logam sejajar
16
2.15
Komponen kapasitansi isolator piring
19
2.16
Susunan isolator piring membentuk kapasitansi
19
2.17
Rangkaian distribusi tegangan menggunakan metode kirchoff
20
3.1
Papan kontrol transformator uji
23
3.2
Trafo uji
23
3.3
Kabel penyambung
24
3.4
Resistor peredam
24
3.5
Elektroda bola-bola
24
3.6
Objek uji isolator piring gelas
25
vii
Universitas Sumatera Utara
3.7
Objek uji stub isolator
25
3.8
Rangkaian percobaan distribusi tegangan isolator
25
4.1
Impedansi pada isolator Z3 > Z’3. (a) Normal (b) Abnormal
31
4.2
Rangkaian ekuivalen stubisolator piring gelas
32
4.3
Persentase distribusi tegangan pada kondisi normal
38
4.4
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 1
4.5
39
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 2
4.6
39
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 3
4.7
40
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 4
4.8
41
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 5
4.9
41
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 6
4.10
42
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 7
4.11
42
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 8
43
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Hal
2.1
Permitivitas bahan dielektrik
17
4.1
Tegangan tembus sela bola pada kondisi normal
28
4.2
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 1
28
4.3
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 2
29
4.4
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 3
29
4.5
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 4
29
4.6
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 5
30
4.7
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 6
30
4.8
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 7
30
4.9
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 8
31
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
Halaman
1
Spesifikasi Isolator Uji .................................................................. 46
2
Foto Dokumentasi ......................................................................... 47
ix
Universitas Sumatera Utara
OSISI STUB ISOLATOR TERHADAP D
PENGARUH POSISI
DISTRIBUSI
GAN PADA ISOLATOR PIRING GELA
TEGANGAN
GELAS
an u
untuk memenuhi salah satu syarat dalam
Diajukan
am
yelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
menyele
kE
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumat
Departemen Teknik
matera Utara
Oleh
ANDI HIDAYAT
NIM : 100402035
ARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
DEPART
RO
FAKULTAS TEKNIK
VERSITAS SUMATERA UTARA
UNIVERSI
RA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PENGARUH POSISI STUB ISOLATOR TERHADAP DISTRIBUSI
TEGANGAN PADA ISOLATOR PIRING GELAS
Oleh:
ANDI HIDAYAT
100402035
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada Tanggal 12 Bulan November Tahun 2014 di depan Penguji:
1. Ketua Penguji
: Ir. Hendra Zulkarnaen
2. Anggota Penguji
: Ir. Zulkarnaen Pane, MT
Disetujui Oleh:
Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Syahrawardi
NIP. 19570223 198303 1 002
Diketahui Oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik USU
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si.
NIP. 19540531 198601 1 002
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Distribusi tegangan tidak merata dikarenakan timbulnya kapasitansi sasar
yang terjadi antara isolator dengan menara dan isolator dengan konduktor.
Kerusakan isolator piring berbahan gelas diakibatkan diantaranya oleh perubahan
cuaca yang tajam, arus surja, dan flashover. Kerusakan isolator piring gelas akan
meninggalkan bongkol (stub) yang dapat memperpendek jarak rambat isolator.
Pengaruh tersebut memungkinkan terjadinya perubahan besaran distribusi
tegangan pada tiap unit isolator piring.
Dalam penelitian ini dilakukan percobaan terhadap letak posisi stub yang
berbeda dari tiap unit isolator untuk mengetahui pengaruhnya terhadap distribusi
tegangan. Percobaan dilakukan dengan menggunakan 8 (delapan) unit isolator
piring gelas dan 1 (satu) unit stub isolator dengan menggunakan elektroda bolabola sebagai alat pengukur tembus listrik. Jarak dari elektroda bola-bola sebesar 2
mm yang di isolasi oleh dielektrik udara.
Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa impedansi total pada unit isolator
yang rusak (stub) akan mengalami penurunan disebabkan terpecahnya bahan
dielektrik gelas akan menaikkan nilai kapasitansi dan menurunkan nilai resistansi.
Sehingga terpecahnya isolator berbahan gelas akan mempengaruhi besarnya
persentase distribusi tegangan yang terdapat pada suatu rentengan isolator rantai
dan persentase distribusi tegangan akan naik untuk isolator lain yang berada satu
tingkat dari isolator yang mengalami kerusakan untuk posisi isolator lain yang
menuju ground.
Kata kunci: isolator piring gelas, stub, arus permukaan, distribusi tegangan
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkah, ridho, dan
rahmat-Nya kepada Penulis serta dipanjatkan junjungan kepada Rasulullah
Muhammad SAW dengan hadirnya dua wasiat Al-Qur’an dan hadis sebagai
tuntunan kehidupan manusia di bumi ini sehingga Penulis dapat menyelesaikan
dengan baik Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat bagi Penulis untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
“PENGARUH POSISI STUB ISOLATOR TERHADAP DISTRIBUSI
TEGANGAN PADA ISOLATOR PIRING GELAS”
Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis
mendapat dukungan, bimbingan, dan pertolongan dari berbagai pihak. Untuk itu,
dengan setulus hati Penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1.
Kedua Orangtua tercinta, Muhari dan Aminah Tujuriah Batubara yang
selalu memberikan dukungan moril maupun materil serta perhatian dan doa
yang tak henti-hentinya selama hidup Penulis.
2.
Opung Duma Napitupuluh yang menjadi Malaikat Penyelamat bagi Penulis
sehingga sudah tahun demi tahun terlewati bersama di Pajak Horas
Pematangsiantar. Karena uluran tangannyalah maka Penulis dapat
melanjutkan studi dari awal sampai akhir.
3.
Saudara seperjuanganku, bang Todi Krisdianto S.Pd, bang Yusri Fahmi
alias Aseng, adik Bayu Prasetya, adik Mega Amalia dan adik Ade Suri
Arimbi. Terimakasih atas persaingan dan dorongan selama ini demi
menunjukkan jati diri terbaik sebagai generasi terunggul sehingga Penulis
dengan tekun dapat menyelesaikan perkuliahan dengan baik.
4.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro dan sebagai Dosen Wali Penulis yang telah memberikan arahan dan
pertimbangan dalam perkuliahan Penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Ir. Syahrawardi selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dan sebagai
Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Departemen Teknik Elektro
FT-USU yang telah banyak membimbing dan membantu Penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6.
Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc selaku Wakil Dekan III
FT-USU yang banyak memberikan pengalaman, motivasi dan bantuan moril
maupun materil sehingga Penulis menganggap sudah sebagai orangtua
kandung di negeri perantauan ini.
7.
Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU.
8.
Kawan-kawan asisten Teknik Tegangan Tinggi (T3) Depertemen Teknik
Elektro USU, yang banyak membantu Penulis dalam menyusun Tugas
Akhir sampai sejauh ini.
9.
Seluruh rekan-rekan, abang-abang, dan adik-adik di Departemen Teknik
Elektro, kawan satu kos Mursyid TE’10 juga khususnya kepada kawan
seperjuangan Riki TE’10 dan Suhendri TE’10 yang telah banyak
mengarungi lika-liku kehidupan bersamamu.
10.
Kawan-kawan Anggota Muda, Anggota Biasa, Pengurus, dan Alumni
seluruhnya dari Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) Komisariat Fakultas
Teknik USU yang telah menjadi saudara kandung Penulis di tanah
perantauan.
11.
Terutama dan teruntuk Engkau yang selalu menghiasi dan mewarnai
kehidupanku dengan senyum indahmu, Adinda Shinta Aisyah Putri
Dalimunthe yang telah memberikan perhatian dengan sangat luar biasa
hebatnya sehingga tunggulah tiba waktunya bagi kita bersatu untuk
mengarungi pahit atau manisnya kehidupan.
12.
Para pejuang yang merintis jalan kebenaran BIKE TO CAMPUS USU,
K3M PECINTA ALAM FT USU, dan SIMETRIKAL FT USU. Salam
juang untuk semuanya semoga kesuksesan akan beriringan bersama kita
semua.
13.
Tim Pemprakarsa terbentuknya Grup Facebook “Andi Lover’s” , Akbar
Dnick TE’13, Ilham Budianto TM’13, dan Novra Tama TS’13. Terimakasih
atas sokongan semangat dan bantuan yang banyak membantu Penulis dalam
iii
Universitas Sumatera Utara
meraih gelar sarjana. Semoga generasi andi lover’s akan selalu
mengharumkan bumi tercinta ini karena ditangan kita tergenggam arah
bangsa.
14.
Semua orang yang tidak dapat disebutkan satu persatu, Penulis banyak
mengucapkan terimakasih.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi
penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhirnya Penulis berharap Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya kaum terpelajar yang ingin lebih
mengetahui dan mendalami Tugas Akhir Penulis.
Medan,
September 2014
Penulis
Andi Hidayat
NIM : 100402035
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..........................................................................................................i
KATA PENGANTAR ......................................................................................ii
DAFTAR ISI .....................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................vii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................ix
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................ix
BAB I. PENDAHULUAN............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................2
1.3 Batasan Masalah .............................................................................2
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................4
2.1 Isolator Piring..................................................................................4
2.1.1 Umum ...................................................................................4
2.1.2 Konstruksi Isolator Piring.....................................................6
2.1.3 Jenis Bahan Dielektrik ..........................................................8
2.1.4 Tahanan Isolator .................................................................11
2.1.5 Kerusakan pada Isolator Piring...........................................13
2.1.6 Stub .....................................................................................14
2.2 Kapasitansi....................................................................................16
2.3 Distribusi Tegangan ......................................................................18
BAB III. METODELOGI PENELITIAN....................................................22
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian.......................................................22
3.2 Metode Pengumpulan Data...........................................................22
3.3 Peralatan dan Bahan Penelitian.....................................................23
3.3.1 Peralatan..............................................................................23
v
Universitas Sumatera Utara
3.3.2 Bahan ..................................................................................25
3.4 Rangkaian Penelitian ....................................................................25
3.5 Prosedur Penelitian .......................................................................26
3.5.1 Kondisi Normal...................................................................26
3.5.2 Kondisi Abnormal...............................................................26
BAB IV. HASIL DAN ANALISIS PENELITIAN ......................................28
4.1 Hasil Penelitian .............................................................................28
4.2 Hasil Perhitungan Persentase Distribusi Tegangan ......................31
4.3 Analisis Perhitungan Distribusi Tegangan....................................38
4.3.1 Analisis Kondisi Normal ....................................................38
4.3.2 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 1 ...39
4.3.3 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 2 ...39
4.3.4 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 3 ...40
4.3.5 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 4 ...40
4.3.6 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 5 ...41
4.3.7 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 6 ...42
4.3.8 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 7 ...42
4.3.9 Analisis Perbandingan Kondisi Normal vs Stub Posisi 8 ..43
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................44
5.1 Kesimpulan ...................................................................................44
5.2 Saran .............................................................................................44
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................45
LAMPIRAN.....................................................................................................46
BIODATA PENULIS......................................................................................48
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Hal
2.1
Isolator dalam bentuk piring
5
2.2
Isolator rantai pada saluran transmisi
5
2.3
Penampang melintang isolator piring
6
2.4
Jenis konstruksi rentengan isolator piring (a) vertikal
(suspension string) (b) horisontal (tension string)
(c) V string
8
2.5
Jenis isolator (a) porselen (b) gelas.
10
2.6
Komponen arus bocor pada isolator
11
2.7
Rangkaian ekuivalen arus bocor isolator
11
2.8
Rangkaian ekuivalen isolator mengabaikan arus volume
12
2.9
Peristiwa flashover (lewat denyar)
14
2.10
Kerusakan isolator rantai saluran transmisi
14
2.11
Peristiwa lewat denyar pada isolator gelas.
15
2.12
Rangkaian ekuivalen pada isolator piring
15
2.13
Rangkaian ekuivalen dari stub kondisi kering dan bersih
16
2.14
Kapasitansi pada logam sejajar
16
2.15
Komponen kapasitansi isolator piring
19
2.16
Susunan isolator piring membentuk kapasitansi
19
2.17
Rangkaian distribusi tegangan menggunakan metode kirchoff
20
3.1
Papan kontrol transformator uji
23
3.2
Trafo uji
23
3.3
Kabel penyambung
24
3.4
Resistor peredam
24
3.5
Elektroda bola-bola
24
3.6
Objek uji isolator piring gelas
25
vii
Universitas Sumatera Utara
3.7
Objek uji stub isolator
25
3.8
Rangkaian percobaan distribusi tegangan isolator
25
4.1
Impedansi pada isolator Z3 > Z’3. (a) Normal (b) Abnormal
31
4.2
Rangkaian ekuivalen stubisolator piring gelas
32
4.3
Persentase distribusi tegangan pada kondisi normal
38
4.4
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 1
4.5
39
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 2
4.6
39
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 3
4.7
40
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 4
4.8
41
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 5
4.9
41
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 6
4.10
42
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 7
4.11
42
Perbandingan persentase distribusi tegangan kondisi normal
vs stub pada posisi 8
43
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Hal
2.1
Permitivitas bahan dielektrik
17
4.1
Tegangan tembus sela bola pada kondisi normal
28
4.2
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 1
28
4.3
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 2
29
4.4
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 3
29
4.5
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 4
29
4.6
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 5
30
4.7
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 6
30
4.8
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 7
30
4.9
Tegangan tembus sela bola pada kondisi stub pada posisi 8
31
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
Halaman
1
Spesifikasi Isolator Uji .................................................................. 46
2
Foto Dokumentasi ......................................................................... 47
ix
Universitas Sumatera Utara