Circuit Breaker - TEKNIK PENGUJIAN PERALATAN TEGANGAN TINGGI

TEKNIK PENGUJIAN PERALATAN TEGANGAN TINGGI

5.5 Circuit Breaker

Circuit Breaker (CB) atau Pemutus Tenaga (PMT) merupakan peralatan yang mampu menutup, mengalirkan dan memutus arus beban dalam kondisi normal atau dalam kondisi abnormal/ gangguan seperti kondisi short circuit.

Berdasarkan bahan isolasi (Pemadaman Busur api) yang dipergunakan, maka CB dibedakan menjad;

Gas SF6, Minyak, udara Hembus (Air Blast), dan Hampa Udara (Vacuum).

Gas SF6, media pemadam busur api yang timbul pada waktu memutus arus listrik, mempunyai kekuatan dielektrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara dan kekuatan dielektrik ini bertambah seiring dengan pertambahan tekanan.

CB dengan minyak, digunakan mulai dari tegangan menengah 6 kV sampai tegangan ekstra tinggi 425

CB Pemadam busur api dengan udara hembus/air blast menggunakan udara sebagai media pemadam busur api dengan menghembuskan udara ke ruang pemutus. PMT ini disebut juga sebagai PMT Udara Hembus (Air Blast).

CB Pemadam busur api dengan Hampa Udara (Vacuum). Ruang hampa udara mempunyai kekuatan dielektrik (dielektrik strength) yang tinggi dan sebagai media pemadam busur api yang baik. Saat ini, PMT jenis vacuum umumnya digunakan untuk tegangan menengah (24kV). Jarak (gap) antara kedua katoda adalah 1 cm untuk 15 kV dan bertambah 0,2 cm setiap kenaikan tegangan 3 kV. Ruang kontak utama (breaking chambers) dibuat dari bahan antara lain porcelain, kaca atau plat baja yang kedap udara. Ruang kontak utamanya tidak dapat dipelihara dan umur kontak utama sekitar 20 tahun. Karena kemampuan dielektrik yang tinggi maka bentuk pisik PMT jenis ini relatip kecil.

Gambar 5.17. Bagin bagian Bushing dan bushing yang terpasang pada peralatan

5.5. 1 Pengukuran / Pengujian Media Pemutus Gas SF6

Sebagaimana diketahui Gas SF6 pada CB berfungsi sebagai media pemadam busur api listrik saat terjadi pemutusan arus listrik (arus beban atau arus gangguan). Selain itu, gas ini berfungsi sebagai isolasi antara bagian – bagian yang bertegangan (kontak tetap dengan kontak bergerak pada ruang pemutus) pada CB, serta sebagai isolasi antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan. Saat ini gas SF6 banyak digunakan pada CB atau GIS (Gas Insulating Switchyard) mulai dari tegangan 20 kV sampai dengan 500 kV karena gas SF6 mempunyai sifat / karakteristik yang lebih baik dari jenis bahan isolasi lainnya.

Pengujian/pengukuran gas SF6 pada CB meliputi : 1. Pengukuran Tekanan Gas SF6.

2. Pengukuran karapatan (density) gas SF6.

3. Dekomposisi produk (impurity) gas SF6.

Pemeriksaan tekanan/kerapatan gas SF6 pada CB atau GIS konvensional dilakukan untuk mengetahui apakah tekanan/kerapatan gas SF6 masih berada pada batas tekanan ratingnya (rated pressure),

Gambar 5.18. CB Vacum 20 KV, Jenis Pasangan Dalam

1. HV terminal

2. Fixed arcing contact 3. Nozzle

4. Moving main contact 5. Upper porcelain insulator 6. Insulating rod

7. Opening valve group 8. Closing valve group 9. Auxiliary contacts 10. Compressor 11. Gas filling valve

12. Plug-in electric connector 13. Density switch

14. Spring toggle device 15. Double effect piston 16. Filter

17. Lower porcelain insulator 18. Moving arcing contact 19. Fixed main contact 20. Molecular sieves 21. Coils

A. High pressure volume B. Low pressure volume

Gambar 5.19. CB dengan Bahan Isoalsi Gas SF6

Gambar 5.21. Alat ukur yang tidak terpasang permanen pada CB

Alat ukur yang digunakan untuk pemeriksaan tekanan gas tersebut baik yang terpasang permanen maupun yang tidak, ada dua macam yaitu:

Pertama adalah alat ukur yang hanya dapat mengukur tekanan gas saja ( standard pressure ) dan alat ini digunakan pada PMT dan GIS < 150 kV.

Kedua adalah alat yang dapat mengukur tekanan dan kerapatan gas ( densimeter ) alat ini terpasang pada PMT / GIS 500 kV.

Hasil pembacaan kedua alat ini juga berbeda, yang pertama berupa angka dan yang kedua berupa indikasi warna dan yang kedua berupa indikasi warna.

Gas SF6 selain berfungsi sebagai isolasi juga berfungsi sebagai pemadam busur api listrik saat terjadi pemutusan arus. Pada setiap pemadaman busur api listrik gas SF6 akan mengalami proses kimia yang dapat mengakibatkan perubahan sifat gas SF6 tersebut. Untuk mengetahui perubahan sifat gas

( terutama pada GIS) perlu dilakukan pengukuran/pengujian Kemurnian (Impurity test) dan

Dekomposisi product (Decomposition product test). Pengujian kemurnian gas SF6 dilaksanakan untuk mengetahui perubahan kandungan gas SF6 setelah mengalami penguraian karena telah bekerja sekian kali/lama memadamkan busur api listrik. Alat yang digunakan untuk menguji kemurnian gas SF6 tersebut adalah Impurity test. Pengujian dekomposisi produk dilaksanakan apabila diperlukan setelah melihat terlebih dahulu hasil pengujian kemurnian gas SF6 dan juga dari hasil evaluasi jumlah gangguan dan besar arus gangguan yang terjadi dalam periode tertentu.

Minyak (Oil)

Untuk mengetahui apakah minyak CB masih layak operasi sesuai dengan standard pengusahaan maka perlu adanya acuan yang sesuai. Karakteristik dan fungsi bahan isolasi minyak pada CB adalah berbeda dengan karakteristik minyak isolasi pada transformator. Selain berfungsi sebagai isolasi terhadap tegangan tinggi (menengah) bahan isoalsi minyak pada CB juga berfungsi sebagai pemadam busur api listrik (arching) pada saat pemutusan arus beban atau bila terjadi arus gangguan.

Ada beberapa CB yang menggunakan minyak volume banyak (bulkoil) dan ada yang menggunakan relatip sedikit minyak (low oil contents).

Kelayakan operasi CB dengan bahan isoalsi minyak tergantung pada banyak faktor, terutama yang menyangkut kualitas minyak itu sendiri.

Faktor yang sering dijadikan acuan antara lain :

a) Kandungan gas terlarut dalam minyak (terutama gas Hydrogen dan Acethylene) b) Jumlah kandungan partikel

c) Tegangan tembus minyak

Khusus PMT jenis sedikit minyak ( low oil contents ) perlu dilakukan analisa komersial tentang untung dan ruginya. Karena biaya penggantian minyak baru dibandingkan dengan biaya untuk uji kandungan gas terlarut dalam minyak perlu menjadi bahan pertimbangan. Sehingga untuk operasional PMT low oil contents jarang dilakukan pengujian karakteristik minyak dan cenderung diganti dengan minyak sejenis yang baru.

Vacuum

Pengukuran/pengujian karakteristik media pemutus vacuum adalah untuk mengetahui apakah ke

vacuuman ruang kontak utama (breaking chamber) PMT tetap hampa sehingga masih berfungsi sebagai media pemadam busur api listrik.

PMT jenis vacuum kebanyakan digunakan untuk tegangan menengah dan hingga saat ini masih dalam pengembangan sampai tegangan 36 kV.

Jarak (gap) antara kedua katoda adalah 1 cm untuk 15 kV dan bertambah 0,2 cm setiap kenaikan tegangan 3 kV. Untuk pemutus vacuum tegangan tinggi, digunakan PMT jenis ini dengan dihubungkan secara serie.

Ruang kontak utama (breaking chambers) dibuat dari bahan antara lain porcelain, kaca atau plat baja yang kedap udara. Ruang kontak utamanya tidak dapat dipelihara dan umur kontak utama sekitar 20 tahun. Karena kemampuan ketegangan dielektrikum yang tinggi maka bentuk pisik PMT jenis ini relatip kecil.

Materi Tambahan Lightning Arrester

Fungsi utama dari Lightning Arrester adalah melakukan pembatasan nilai tegangan pada peralatan gardu induk yang dilindunginya. Panjang lead yang menghubungkan arrester pun perlu diperhitungkan, karena inductive voltage pada lead ini ketika terjadi surge akan mempengaruhi nilai tegangan total paralel terhadap peralatan yang dilindungi.

Pada kurva gambar 23, ditunjukkan bagaimana arrester melakukan pemotongan tegangan lebih terhadap beragam jenis surja:

Gambar 5.23. Kurva level tegangan yang mungkin timbul pada peralatan gardu induk, bila diinstall LA ataupun tanpa diinstall Lightning Arrester (1.p.u.=√2.Us/√3 )

Melalui kurva tersebut terlihat bahwa durasi overvoltage berbeda satu sama lain, yaitu:

1. Lightning Overvoltage – fast front overvoltage (Durasi Microseconds) 2. Switching Overvoltages – slow front overvoltage (Durasi Milliseconds)

3. Temporary Overvoltages – TOV (Durasi seconds), missal akibat gangguan sistem

Sekalipun Arrester jenis ber-gap dengan resistor non linear SiC (Silicon Carbide) masih terpasang pada sebagian kecil Gardu Induk, namun mayoritas Arrester yang kini terpasang adalah jenis tanpa gap, dimana Varistor Metal Oksida (ZnO) digunakan sebagai komponen resistor non linear. Keunggulan dari Arrester Metal-Oksida adalah karakteristik tegangan-arus non-linear (V-I) yang ekstrim.

Gambar 5.24. Perbandingan Karakteristik V-I antara Arrester jenis Metal Oksida dan jenis Silicon Carbida

Contoh kasus, arrester yang terpasang pada sebuah sistem 420 kV, dimana arrester memiliki residual

Gambar 5.25. Kurva Karakteristik V-I dari Arrester Jenis Metal Oksida

Tegangan power frequency merupakan besaran tegangan fasa ke tanah yang dioperasikan secara kontinu terhadap arrester. Pada kurva di atas, nilainya adalah:

Di saat yang bersamaan mengalir besaran arus bocor (leakage current) yang sebagian besar mengandung komponen kapasitif, dengan sebagian kecil komponen resistif. Pada kurva V-I di atas Gambar 25.

Continuous Operating Voltage, disimbolkan Uc (bila merujuk pada standar IEC), sama artinya dengan MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage) bila mengacu ANSI/ IEEE, merupakan nilai tegangan power-frequency dimana arrester dapat terus beroperasi tanpa batasan tertentu. Seluruh bagian arrester, yang telah diujikan pada type test, mampu bekerja dengan baik level tegangan kontinu ini. Parameter ini sering salah diartikan dengan Rated Voltage.

ated V oltage. Nilai rated mencerminkan kemampuan arrester dalam menghadapi Temporary

Overvoltage. Rated voltage ini hanya boleh dialami oleh arrester selama durasi tertentu, yaitu 10 detik.

(beberapa pabrikan memberikan durasi hingga 100 detik). Umumnya relasi antara Ur dan Uc, (Gambar 5.25)

ditunjukkan oleh nilai: Ur = 1,25 x Uc.

Lightning Impulse protective Levels. Merupakan parameter yang paling penting pada Lightning Arrester. Nilai ini menunjukkan besar tegangan diantara kedua ujung arrester ketika nominal discharge current mengalir melalui arrester. Lightning current impulse bervariasi dari 1,5 kA hingga 20 kA (IEC 60099-4). Utk Arrester HV (Us>= 123 kV), umumnya hanya terdapat kelas 10kA dan 20 kA.

Pada contoh kurva V-I Gambar 8, dipilih arrester dengan kelas 10kA. Pernyataan “lightning impulse protective level = 823 kV” berarti tegangan pada saat arrester dialiri arus impulse 8/20 µs dengan peak 10 kA maka besar tegangan di antara kedua terminal arrester adalah sebesar 823 kV. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 5.26.

Gambar 5.26. Contoh Residual Voltage pada Arrester pada nominal discharge current

Setiap peralatan di gardu induk memiliki Standard Lightning Impulse With-stand Voltage (juga dikenal sebagai nilai BIL) sesuai desain. Pada sistem 420 kV nilai ini sebesar 1425 kV, sementara pada banyak GITET miliki PLN, untuk sistem 500kV memiliki nilai BIL bervariasi antara 1550 – 1800 kV. Menurut

Gambar 5.26

batas aman ini terlampaui.

Pemilihan nilai Nominal Discharge Current

Nilai nominal discharge current pada Metal Oksida yang mengacu pada arrester MO, menurut IEC 60099-4 dipesifisikasikan ke dalam 5 nilai yang berbeda, masing-masing merujuk pada range nilai rated voltage yang berbeda:

Pembagian kelas nilai arus discharge ini lebih ditujukan pada kebutuhan pengujian lebih lanjut dari arrester.

Untuk arrester tegangan tinggi, HV, hanya terdapat 2 kelas yakni 10kA dan 20 kA. Walau dalam table di atas, kelas 5 kA juga dimungkinkan untuk arrester terpadang pada tegangan rated 170 kV, namun hal ini tidak umum. IEC 60099-5 menyatakan bahwa nilai 5kA hanya dipergunakan sampai dengan Us=72,5 kV.

Pemilihan Line Discharge Class

Line Discharge Class merepresentasikan kondisi karakteristik actual dari arrester. Parameter ini merepresentasikan kemampuan arrester dalam melakukan absorpsi energi(berdasarkan IEC 60099-4).

Definisi line discharge class berawal dari asumsi bahwa ada sebuah saluran transmisi yang panjang, mengalami overvoltage selama proses operasi switching dan akan terjadi discharge pada arrester yang berada di Gardu Induk melalui proses gelombang berjalan. Dengan mengasumsikan bahwa diagram sirkuit ekivalen merupakan jaringan iterative terdiri dari element π yang banyak, terdiri dari induktansi dan kapasitansi, arus akan mengalir yang besarnya tergantung pada nilai tegangan dan surge impedance dari line.

Durasi yang diperlukan gelombang berjalan sepanjang saluran transmisi merupakan pembagian dari panjang saluran dibagi dengan kecepatan rambat gelombang elektromagnetik. Proses ini

disimulasikan dalam laboratorium berupa pengujian line discharge. Dalam hal ini, digunakan impuls generator distributed constant impulse generator. Standar IEC 60099-4 membagi line discharge class

menjadi 5 kelompok.

Arrester di Saluran Transmisi

Lightning Arrester di Gardu Induk

BAB VI

TRANSFORMATOR

Pengujian Transformator distribusi dan transformator Gardu Induk harus dibedakan. Pengujian transformator gardu induk tidak sesederhana pada transformator distribusi. Masingmasing transformator akan dibahas secara terpisah. Yang pertaa kali akan dibahas adalah pengujian pada untuk waktu tertentu. Penguian ini dilakukan setelah pengujian suhu. Untuk pengujian ditempat pemasangan (atsite) berlaku harga harga yang lebih rendah (pada table 6.1)

Tabel 6.2. Tegangan pengujian di pabrik.

Tegangan Nominal (kelas Isolasi ) kV

Tegangan pengujian AC 1 menit kV

Kurang dari 0,2 2

1 4

3 10

6 15

10 25

20 50

30 70

60 140

70 160

Pengujian tegangan impuls dapat dipergunakan impuls 1,5 x 40 s. Pengujian tan  dilakukan dengan bantuan jembatan Schering serta memperhitungkan factor koreksi. Jika harga tan  > 1% maka isolasi dikatakan tidak baik. Pengujian tahanan isolasi dilakukan dengan membandingkan tahanan isolasi pada t = 10 menit dengan t = 1 menit atau dengan kata lain dengan melihat indek polarisasi (p).

Jika harga p = 1 maka isolasi tidak baik. Sebagai bahan perbandingan dapat dihitung tahanan isolasi trafo dengan rumus :

Gambar 6.2 Rangkaian percobaan pengukuran indek polarisasi trafo

Jawab.

Fase 1 menit (mA) 10 menit (mA) p

R 0,04 0,015 2,67

S 0,043 0,016 2,69

T 0,038 0,011 3,45

Kesimpulan : Tahanan isolasi trafo masih baik.

Pada umumnya trafo daya menggunakan minyak trafo yang berfungsi sebagai bahan isolasi dan juga sebagai pendingin. Minyak trafo harus selalu diuji untuk mengetahui apakah kekuatan dielektrik masih layak atau tidak. Rangkaian pengujian minyak trafo diperlihatkan pada gambar 6.3.

Kekuatan dielektrik minyak trafo dipengaruhi oleh ketakmurnian (pencemar) yang terkandung pada minyak trafo tersebut. Ketakmurnian dapat berupa padat, cair dan gas.

Contoh.

Pengujian minyak isolasi trafo mengikuti standart JIS C2320 yaitu dengan elektroda pengujian berbentuk bola dengan diameter 12,5 mm dan jarak sela 2,5 mm. Menurut standart JIS C2320 minyak trafo lulus uji jika memiliki kekuatan dilektrik lebih besar dari 60 kV/cm. Rangkaian pengujian dirangkai seperti pada gambar 6.3 dan diperoleh :

VR TP

AC S mA

Gambar 6.3 Rangkaian pengujian minyak isolasi trafo

Jawab.

Tegangan tembus ratarata : 201919181818

6 =18 ,67 kV

Kekuatan Dielektrik (KD) = 18 , 67 kV

0, 25 cm =74 , 67 kV cm

Kesimpulan : Minyak isolasi trafo tersebut masih layak.

NB. Tegangan tembus minyak trafo: JIS C2320 = 60 kV/cm VDE 0370 = 100 kV/cm

Pengukuran tangen delta

Tan delta atau sering disebut Loss Angle atau pengujian faktor disipasi adalah metoda diagnostik secara elektikal untuk mengetahui kondisi isolasi. Jika isolasi bebas dari defect, maka isolasi tersebut akan bersifat kapasitif sempurna seperti halnya sebuah isolator yang berada diantara dua elektroda pada sebuah kapasitor.

Pada kapasitor sempurna, tegangan dan arus fasa bergeser 90ô dan arus yang melewati isolasi merupakan kapasitif. Jika ada kontaminasi pada isolasi contohnya moisture, maka nilai tahanan dari isolasi berkurang dan berdampak kepada tingginya arus resistif yang melewati isolasi tersebut. Isolasi tersebut tidak lagi merupakan kapasitor sempurna. Tegangan dan arus tidak lagi bergeser 90ô tapi akan bergeser kurang dari 90ô. Besarnya selisih pergeseran dari 90ô merepresentasikan tingkat kontaminasi pada isolasi.

Gambar 6.5 merupakan gambar rangakaian ekivalen dari sebuah isolasi dan diagram phasor arus kapasitansi dan arus resistif dari sebuah isolasi. Dengan mengukur nilai IR / IC dapat diperkirakan

20 mm

Gambar 6.4 Elektroda pengujian tegangan tembus minyak trafo

kualitas dari isolasi. Pada isolasi yang sempurna, sudut akan mendekati nol. Menigkatnya sudut mengindikasikan meningkatnya arus resistif yang melewati isolasi yang berarti kontaminasi. Semakin besar sudut semakin buruk kondisi isolasi

Gambar 6.5. Rangkaian ekivalen isolasi dan diagram phasor arus pengujian tangen delta

Sistem isolasi trafo secara garis besar terdiri dari isolasi antara belitan dengan ground dan isolasi antara dua belitan.

 Primer – Ground

 Sekunder – Ground

 Tertier – Ground

 Primer – Sekunder

 Sekunder – Tertier

 Primer – Tertier

C Ic

Tabel 6.3 Evaluasi dan rekomendasi pengujian tangen delta

No Hasil Uji (%) Keterangan Rekomendasi

1 < 0,5 Baik

-2 0,5 – 0,7 Pemburukan

-3 0,5 – 1 Periksa ulang Periksa ulang, bandingkan dengan uji lainnya

4 > 1 Buruk Periksa kadar air pada minyak isolasi

dan kertas isolasi

Kondisi isolasi trafo dapat perkirakan dengan melihat hasil pengujian tangen deltanya. Dimana untuk interpretasi hasil pengujian merujuk ke standar ANSI C57.12.90.

6.2 Pengujian Transformator Gardu Induk

Oksidasi dan kontaminan adalah hal yang dapat menurunkan kualitas minyak yang berarti dapat menurunkan kemampuannya sebagai isolasi. Oksidasi pada minyak isolasi trafo juga akan ikut andil dalam penurunan kualitas kertas isolasi trafo. Pada saat minyak isolasi mengalami oksidasi, maka minyak akan menghasilkan asam. Asam ini apabila bercampur dengan air dan suhu yang tinggi akan mengakibatkan proses hydrolisis pada isolasi kertas. Proses hydrolisis tersebut akan menurunkan kualitas kertas isolasi.

Untuk mengetahui ada tidaknya kontaminan atau terjadi tidaknya oksidasi didalam minyak dilakukanlah pengujian oil quality test (karakteristik). Pengujian oil quality test melingkupi beberapa pengujian yang metodanya mengacu pada standar IEC 60422. Adapun jenis pengujiannya berupa : Pengujian kadar air. Fungsi minyak trafo sebagai media isolasi di dalam trafo dapat menurun seiring banyaknya air yang mengotori minyak. Oleh karena itu dilakukan pengujian kadar air untuk mengetahui seberapa besar kadar air yang terlarut / terkandung di minyak. Metoda yang dipakai adalah metoda Karl Fischer. Metoda ini menggunakan satu buah elektroda dan satu buah generator. Generator

berfungsi menghasilkan senyawa Iodin yang berfungsi sebagai titer/penetral kadar air sedangkan Elektroda berfungsi sebagai media untuk mengetahui ada tidaknya kadar air di dalam minyak.

Perhitungan berapa besar kadar air di dalam minyak dilihat dari berapa banyak Iodin yang di bentuk pada reaksi tersebut.

Adapun satuan dari hasil pengujian ini adalah ppm (part per million) yang didapat dari perbandingan antara banyaknya kadar air dalam mg terhadap 1 kg minyak. Pengujian ini mengacu pada standar IEC 60814. Banyaknya kadar air didalam minyak akan dipengaruhi oleh suhu operasi trafo.

Karena sistem isolasi didalam trafo terdiri dari dua buah isolasi, yaitu minyak dan kertas dimana difusi air antara kedua isolasi tersebut dipengaruhi oleh suhu operasi trafo. Untuk mendapatkan nilai referensi sehingga nantinya hasil pengujian dapat dibandingkan terhadap batasan pada standar IEC 60422 perlu dilakukan koreksi hasil pengujian kadar air terhadap suhu 20 ^oC yaitu dengan mengalikan dengan faktor koreksi.

Dengan f= faktor koreksi

ts = Suhu minyak pada waktu diambil (sampling) Contoh :

Kadar air hasil pengukuran= 10 mg/kg Suhu sampling (ts) = 40 ^oC

Correction factor = 0,45

Kadar air terkoreksi = 10x0,45 = 4,5 mg/kg

Kadar air yang diperbolehkan pada trafo diperlihatkan oleh tabel IEC 60422.

Dissolved Gas Analysis (DGA). Pada dasarnya DGA adalah proses untuk menghitung kadar/nilai dari gas-gas hidrokarbon yang terbentuk akibat ketidaknormalan. Dari komposisi kadar/nilai gas-gas itulah dapat diprediksi dampak-dampak ketidaknormalan apa yang ada di dalam trafo, apakah overheat, arcing atau corona. Gas gas yang dideteksi dari hasil pengujian DGA adalah H2 (hidrogen), CH4 (Methane), N2 (Nitrogen), O2 (Oksigen), CO (Carbon monoksida), CO2 (Carbondioksida), C2H4 (Ethylene), C2H6 (Ethane), C2H2 (Acetylene).

e

f  2 , 24

^⁰^,⁰⁴

mengetahui peningkatan pembentukan gas.

Tabel 5.2.1 Konsentrasi gas terlarut

Gambar 5.7.1 Gas gas yang terkandung pada minyak trafo dari hasil uji DGA

Pengujian Furan. Isolasi kertas merupakan bagian dari sistem isolasi trafo. Isolasi kertas berfungsi sebagai media dielektrik, menyediakan kekuatan mekanik dan spacing. Proses penurunan isolasi kertas merupakan proses depolimerisasi. Pada proses depolimerisasi isolasi kertas yang merupakan rantai hidrokarbon yang panjang akan terputus/terpotong potong dan akhirnya akan menurunkan kekuatan tensile dari isolasi kertas itu sendiri. Proses depolimerisasi akan selalu diiringi oleh terbentuknya gugus furan. Nilai furan yang terbentuk akan sebanding dengan tingkat DP (degree of polimerization).

Berdasarkan informasi besarnya kandungan gugus furan dapat diketahui estimasi atau perkiraan kondisi DP yang dialami isolasi kertas dan estimasi sisa umur daripada kertas isolasi tersebut (Estimated percentage of remaining life – %Eprl).

perhitungan estimasi DP & %Eprl

Bila nilai 2-Fal yang diketahui dari hasil pengujian furan diolah berdasarkan perhitungan diatas, maka akan didapat estimasi DP & %Eprl.

Berdasarkan kadar 2Furfural yang didapat dari hasil pengujian dapat diperkirakan seberapa besar tingkat penurunan kualitas yang dialami isolasi kertas didalam transformator dan berapa lama sisa umur isolasi kertas tersebut.

Tabel 3.10. Hubungan antara nilai 2Furfural dengan perkiraan DP dan Estimasi perkiraan sisa umur isolasi kertas

No Hasil Uji (ppm) Keterangan Rekomendasi

1 < 473 Ageing normal -

2 473 – 2196 Percepatan Ageing Periksa kondisi minyak, suhu operasi dan desain 3 2197 – 3563 Ageing berlebih – Zona

bahaya

Periksa kondisi minyak, suhu operasi dan desain

Pengujian kadar asam. Minyak yang rusak akibat oksidasi akan menghasilkan senyawa asam yang akan menurunkan kualitas kertas isolasi pada trafo. Asam ini juga dapat menjadi penyebab proses korosi pada tembaga dan bagian trafo yang terbuat dari bahan metal. Untuk mengetahui seberapa besar asam yang terkandung di minyak, dilakukan pengujian kadar asam pada minyak isolasi. Besarnya kadar asam pada minyak juga dapat dijadikan sebagai dasar apakah minyak isolasi trafo tersebut harus segera dilakukan reklamasi atau diganti.

Pada dasarnya minyak yang akan diuji dicampur dengan larutan alkohol dengan komposisi tertentu lalu campuran tersebut (bersifat asam) di titrasi (ditambahkan larutan) dengan larutan KOH (bersifat basa). Perhitungan berapa besar asam yang terkandung didalam minyak didasarkan dari berapa banyak KOH yang dilarutkan. Pengujian ini mengacu pada standar IEC 62021 – 1

Pengujian Corrosive Sulfur. Salah satu yang dapat menurunkan kualitas isolasi kertas pada trafo adalah corrosive sulfur yang terkandung di dalam minyak isolasi trafo. Corrosive sulfur adalah senyawa sulfur yang bersifat tidak stabil terhadap suhu yang berada di minyak isolasi yang dapat menyebabkan korosi pada komponen tertentu dari trafo seperti tembaga dan perak.

Senyawa sulfur yang terkandung di dalam minyak isolasi saat bersentuhan dengan Tembaga (Cu) maka akan bereaksi dengan tembanga (Cu) dari belitan trafo tersebut. Tidak memerlukan panas dalam reaksi tersebut, namun dengan adanya peningkatan suhu maka reaksi akan lebih cepat. Reaksi ini akan menghasilkan Copper Sulfide yang akan terbentuk dipermukaan tembaga dan meresap kedalam lapisan isolasi kertas yang membungkus belitan trafo. Karena sifat dari copper sulfide adalah konduktor maka semakin banyak senyawa tersebut terbentuk maka akan semakin banyak juga

Dalam dokumen BUKU AJAR TEKNIK TEGANGAN TINGGI Untuk Mahasiswa Teknik Elektro (Halaman 57-99)