Pengaruh Temperatur Terhadap Tegangan Lewat Denyar AC Pada Isolator Piring Terkontaminasi Polutan

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP TEGANGAN
LEWAT DENYAR AC PADA ISOLATOR PIRING
TERKONTAMINASI POLUTAN
( APLIKASI PADA LABORATORIUM TEKNIK TEGANGAN
TINGGI FT-USU)
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan Gelar Sarjana Teknik (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara
Oleh

DANIEL YUS TRIANDI PURBA
120402080

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016


Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Isolator banyak dipasang pada saluran listrik hantaran udara. Karena
dipasang pada ruangan terbuka, permukaan isolator menjadi rawan polusi. Polutan
berupa debu dan hujan asam yang akan menempel pada permukaan isolator.
Menempelnya polutan tersebut akan mempengaruhi tahanan permukaan pada
isolator sehingga permukaan isolator lebih konduktif. Semakin konduktif
permukaan isolator maka tegangan lewat denyar pada isolator semakin menurun.
Dalam meneliti pengaruh polutan tersebut, digunakan berbagai polutan seperti:
CaCO3 dan HNO3 dengan tingkat konsentrasi polutan ringan, sedang, dan berat
pada isolator jenis piring yang berupa porselin. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa polutan yang menempel pada permukaan isolator memberi dampak besar
terhadap penurunan tegangan lewat denyar. Dari hasil analisis penelitian tugas
akhir ini menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur maka nilai dari tegangan
lewat denyar semakin menurun dari semua kondisi isolator. Persen penurunan
tegangan lewat denyar isolator bersih terhadap isolator terpolusi yang terendah
adalah 18.84 % yang terjadi pada kondisi isolator terpolusi HNO3 ringan dan

persen penurunan tegangan lewat denyar yang tertinggi adalah 25.72 % yang
terjadi pada kondisi isolator terpolusi HNO3 berat
Kata Kunci : Isolator Piring, Temperatur, Tegangan lewat denyar dan ESDD

i

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK ...................................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Tujuan Penelitian .................................................................................... 1
1.3 Batasan Masalah.................................................................................... 1
1.4 Metode Penulisan ................................................................................... 2

1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... 3
2.1 Isolator .................................................................................................... 3
2.1.1 Umum ............................................................................................... 3
2.1.2 Isolator Piring ................................................................................... 3

2.1.3 Konstruksi Isolator ........................................................................... 5
2.1.4 Bahan Dielektrik Isolator ................................................................. 7
2.1.5 Isolator Terpolusi ............................................................................. 11
2.1.6 Parameter Isolator Terpolusi ............................................................ 13

2.1.7 Pembentukan Polutan Pada Isolator ................................................. 14
2.2 Lewat Denyar Flashover ........................................................................ 15
2.2.1 Umum ............................................................................................... 15

ii

Universitas Sumatera Utara

2.2.2 Faktor - Faktor Yang Mempengaruhi Lewat denyar (Flashover) .... 16

2.2.3 Mekanisme Flashover Pada Isolator Terpolusi ................................ 18

BAB III METODOLOGI PENGUJIAN ...................................................... 19
3.1 Peralatan Pengujian ................................................................................ 19
3.2 Bahan pengujian ..................................................................................... 23
3.3 Variasi Pengujian ................................................................................... 23
3.4 Prosedur Percobaan ................................................................................ 23
3.5 Diagaram Alir Penelitian ........................................................................ 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 33
4.1 Hasil Pengujian Tegangan Lewat Denyar AC Isolator pada Saat Isolator
Bersih............................................................................................................ 33
4.2 Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator pada Polutan dengan
Tingkat Polusi Ringan .................................................................................. 33
4.3 Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator pada Polutan dengan
Tingkat Polusi Sedang .................................................................................. 36
4.4 Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator pada Polutan dengan
Tingkat Polusi Berat ..................................................................................... 39
4.5 Hasil Persentase Penurunan Tegangan Lewat Denyar Isolator Bersih Pada
Isolator Terpolusi Polutan ............................................................................ 42
4.6 Hasil Perbandingan Persenatase Penurunan Tegangan Lewat Denyar

Isolator Bersih dan Pada Isolator Terpolusi Polutan .................................... 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 47
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 47
5.2 Saran ....................................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 48
LAMPIRAN

iii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

2.1 Konstruksi Isolator Piring .......................................................................... 5
2.2 Jenis Isolator Piring .................................................................................... 5
2.3 Isolator tipe Porselen dan Isolator tipe Kaca.............................................. 10
2.4 Jarak Rambat .............................................................................................. 14
2.5 Rangkaian ekuivalen dari lapisan kering dan elektrolit pada permukaan
isolator .............................................................................................................. 18
3.1 Trafo uji ...................................................................................................... 19

3.2 Control Desk .............................................................................................. 20
3.3 Tahanan peredam ....................................................................................... 20
3.4 Multimeter .................................................................................................. 20
3.5 Barometer/humiditymeter digital ............................................................... 21
3.6 Isolator piring ............................................................................................. 21
3.7 Conductimeter ............................................................................................ 22
3.8 Neraca ........................................................................................................ 22
3.9 Diagram Alir Penelitian ............................................................................. 24
3.10 Rangkaian Percobaan ............................................................................... 25
3.11 Isolator dicelupkan ke dalam larutan ....................................................... 27
4.1 Grafik Penurunan tegangan flashover isolator bersih terhadap temperatur33
4.2 Grafik Penurunan tegangan flashover isolator terpolusi CaCO3 ringan
terhadap temperatur .......................................................................................... 35

iv

Universitas Sumatera Utara

4.3 Grafik Penurunan tegangan flashover isolator terpolusi HNO3 ringan terhadap
temperatur ........................................................................................................ 36

4.4 Grafik Penurunan tegangan flashover isolator terpolusi CaCO3 sedang
terhadap temperatur .......................................................................................... 37
4.5 Grafik Penurunan tegangan flashover isolator terpolusi HNO3 sedang terhadap
temperatur ........................................................................................................ 38
4.6 Grafik Penurunan tegangan flashover isolator terpolusi CaCO3 berat terhadap
temperatur ........................................................................................................ 40
4.7 Grafik Penurunan tegangan flashover isolator terpolusi HNO3 berat terhadap
temperatur ........................................................................................................ 41
4.8 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi CaCO3 ringan..................................................................................... 42
4.9 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi CaCO3 sedang.................................................................................... 42
4.10 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi CaCO3 berat ....................................................................................... 43
4.11 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi HNO3 ringan ...................................................................................... 43
4.12 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi HNO3 sedang ..................................................................................... 44
4.13 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi HNO3 berat ........................................................................................ 45

4.14 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi CaCO3 ............................................................................................... 46
4.15 Grafik persentase penurunan tegangan lewat denyar isolator bersih vs isolator
terpolusi HNO3 ................................................................................................. 46

v

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
2.1 Penggolongan bobot polusi berdasarkan IEC 60050-815:2000 edisi 01 .... 11

2.2 Tingkat polusi dilihat dari kondisi lingkungan .......................................... 12
2.3 Gradien Permukaan pada Setiap Tingkat Polusi ........................................ 13
3.1 Faktor koreksi suhu .................................................................................... 28
3.2 Penggolongan tingkat pengotoran .............................................................. 29
4.1 Data tegangan flashover pada saat isolator bersih ..................................... 33
4.2 Data tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi CaCO3 ringan ........... 34
4.3 Data tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi HNO3 ringan ............ 35
4.4 Data tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi CaCO3 sedang .......... 37

4.5 Data tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi HNO3 sedang............ 38
4.6 Data tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi CaCO3 berat ............. 39
4.7 Data tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi CaCO3 berat ............. 40

vi

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
berkat dan rahmat yang telah diberikan-Nya kepada penulis, sehingga penulis
dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:
“Pengaruh Temperatur Terhadap Tegangan Lewat Denyar AC Pada
Isolator Piring Terkontaminasi Polutan”.
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk
menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah
membesarkan saya dan seluruh keluarga saya dan atas seluruh perhatian dan
dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis
mendapat dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu,
dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Terimakasih Kepada Orangtua Saya Drs. Ferdinand Purba dan Sinur
Sitanggang yang telah mendukung saya dalam mengerjakan Tugas Akhir Saya
ini dan kepada Keluarga saya yang lain yang telah mensupport saya.
2. Bapak Ir. Hendra Zulkarnain selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan,
bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir
ini. Terima kasih sebesar-besarnya penulis ucapkan untuk Beliau.
3. Bapak Ir. Syahrawardi dan Ir. Raja Harahap, MT, selaku dosen pembanding
Tugas Akhir.
4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Dosen Wali penulis sekaligus
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU.
5. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro
FT USU.
vii

Universitas Sumatera Utara


6. Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro, Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Teman-teman asisten di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi: Andika
Alfonsus Ambarita, Novayanti Simalango dan Gomgom Sihombing yang
membantu penulis saat melakukan pengujian dan memberikan saran yang
sangat baik dalam mengerjakan TA saya.
8. Teman-teman stambuk 2012: Ray Calvin Situngkir dan Begin Raja Sembiring
yang telah menemani dan membantu selama proses penelitian dan temanteman 2012 lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
9. Semua teman-teman Sepermainan Futsal dan teman-teman yang sering duduk
dirumah makan.
10. Semua Anggota Keluarga saya yang telah mensuport saya dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
11. Semua abang-kakak senior dan adik-adik junior yang telah mau berbagi
pengalaman dan motivasi kepada penulis.
12. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan
terima kasih banyak.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahankesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis
akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk
memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat
bagi penulis dan pembaca.

Medan,

Oktober 2016

Penulis

Daniel Yus Triandi Purba

viii

Universitas Sumatera Utara