tugas ringkasan 3(Eki Hardi Saputro) 41407010004

PERBANDINGAN TEGANGAN TEMBUS

MEDIA ISOLASI UDARA DAN MEDIA ISOLASI MINYAK TRAFO

MENGGUNAKAN ELEKTRODA BIDANG-BIDANG

Abstrak

Isolasi memiliki peranan yang sangat penting

dalam sistem tenaga listrik. Isolasi sangat diperlukan

untuk memisahkan dua atau lebih penghantar listrik

yang bertegangan sehingga antara penghantarpenghantar

tersebut tidak terjadi lompatan listrik atau

percikan. Bahan isolasi akan mengalami pelepasan

muatan yang merupakan bentuk kegagalan listrik

apabila tegangan yang diterapkan melampaui kekuatan

isolasinya. Kegagalan yang terjadi pada saat peralatan

sedang beroperasi bisa menyebabkan kerusakan alat

sehingga kontinuitas sistem terganggu.

Udara merupakan bahan isolasi yang banyak

digunakan pada peralatan tegangan tinggi misalnya

pada arrester sela batang yang terpasang di saluran

transmisi, selain itu udara juga digunakan sebagai

media peredam busur api pada pemutus tenaga (CB =

Circuit Breaker). Sementara bahan isolasi cair banyak

digunakan sebagai isolasi dan pendingin pada trafo

karena memiliki kekuatan isolasi lebih tinggi.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai tegangan

tembus yang terjadi pada media isolasi udara dan

minyak cenderung meningkat seiring pertambahan

jarak sela. Selain itu juga dilakukan pengujian pada

minyak bekas dan minyak baru. Hasil pengujian

menunjukkan tegangan tembus pada minyak baru lebih

tinggi daripada minyak bekas dan tegangan tembus

isolasi udara lebih kecil daripada tegangan tembus

minyak.

Kata kunci : isolasi udara, isolasi minyak

I. PENDAHULUAN

Pada peralatan tegangan tinggi isolasi sangat

diperlukan untuk memisahkan dua atau lebih

penghantar listrik yang bertegangan sehingga antara

penghantar-penghantar tersebut tidak terjadi lompatan

listrik atau percikan.

Menurut standart VDE 0433 -2 bentuk elektroda

yang digunakan dalam pengujian tegangan tembus

isolasi udara adalah elektroda bola-bola dan menurut

standart VDE 0370 bentuk elektroda yang digunakan

dalam pengujian tegangan tembus isolasi cair adalah

elektroda setengah bola. Oleh karena itu untuk

mengetahui pengaruh bentuk elektroda terhadap

besarnya tegangan tembus, maka perlu dilakukan

pengujian pada bentuk elektroda yang lain. Salah satu

bentuk elektroda yang dapat digunakan adalah

elektroda bidang-bidang.

II. TEORI KEGAGALAN ISOLASI

2.1 Kegagalan pada Isolasi gas

2.1.1 Proses dasar ionisasi

Ion merupakan atom atau gabungan atom yang

memiliki muatan listrik, ion terbentuk apabila pada

peristiwa kimia suatu atom unsur menangkap atau

melepaskan elektron. Proses terbentuknya ion dinamai

dengan ionisasi[5].

Jika diantara dua elektroda yang dimasukkan

dalam media gas diterapkan tegangan V maka akan

timbul suatu medan listrik E yang mempunyai besar

dan arah tertentu yang akan mengakibatkan elektron

bebas mendapatkan energi yang cukup kuat menuju

kearah anoda sehingga dapat merangsang timbulnya

proses ionisasi [3].

2.1.2 Ionisasi karena Benturan Elektron

Jika gradien tegangan yang ada cukup tinggi maka

jumlah elektron yang diionisasikan akan lebih banyak

dibandingkan dengan jumlah ion yang ditangkap

molekul oksigen. Tiap-tiap elektron ini kemudian akan

berjalan menuju anoda secara kontinu sambil membuat

benturan-benturan yang akan membebaskan elektron

lebih banyak lagi. Ionisasi karena benturan ini

merupakan proses dasar yang penting dalam kegagalan

udara atau gas.

2.1.3 Mekanisme Kegagalan Gas

Proses kegagalan dalam gas ditandai dengan

adanya percikan secara tiba-tiba, percikan ini dapat

terjadi karena adanya pelepasan yang terjadi pada gas

tersebut. Mekanisme kegagalan gas yang disebut

percikan adalah peralihan dari pelepasan tak bertahan

sendiri ke berbagai pelepasan yang bertahan sendiri[3].

Proses dasar yang paling penting dalam kegagalan

gas adalah proses ionisasi karena benturan, tetapi

proses ini tidak cukup untuk menghasilkan kegagalan.

Proses lain yang terjadi dalam kegagalan gas adalah

proses atau mekanisme primer dan proses atau

mekanisme sekunder.

Proses yang terpenting dalam mekanisme primer

adalah proses katoda, pada proses ini diawali dengan

pelepasan elektron oleh suatu elektroda yang diuji,

peristiwa ini akan mengawali terjadinya kegagalan

percikan (spark breakdown). Elektroda yang memiliki

potensial rendah (katoda) akan menjadi elektroda yang

melepaskan elektron. Elektron awal yang dibebaskan

(dilepaskan) oleh katoda akan memulai terjadinya

banjiran elektron dari permukaan katoda.

Jika jumlah elektron yang dibebaskan makin lama

makin banyak atau terjadinya peningkatan banjiran

Perbandingan Tegangan Tembus Media Isolasi Udara dan Media Isolasi Minyak ......... (M. Facta, A. Syakur)

27

maka arus akan bertambah dengan cepat sampai terjadi

perubahan pelepasan dan peralihan pelepasan ini akan

menimbulkan percikan (kegagalan) dalam gas[5].

2.2 Kegagalan Pada Isolasi Cair (Minyak)

Karakteristik pada isolasi minyak trafo akan

berubah jika terjadi ketidakmurnian di dalamnya. Hal

ini akan mempercepat terjadinya proses kegagalan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kegagalan isolasi

antara lain adanya partikel padat, uap air dan

gelembung gas.

Abdul Syakur, Mochammad Facta

Jurusan Teknik Elektro, F.T., Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

Email : mfacta@elektro.ft.undip.ac.id