BAB III METODE PENELITIAN
3.4 Rangkaian Pengujian
Adapun rangkaian arus bocor pada penelitian ini adalah seperti Gambar 3.10 di bawah ini:
Gambar 3. 10 Rangkaian Pengujian 3.5 Prosedur Pengujian
Sebelum melakukan pengujian, peralatan untuk simulator hujan disusun seperti gambar 3. Untuk selanjutnya, pengujian dilakukan dengan mengikuti prosedur pengujian sebagai berikut:
3.5.1 Prosedur Pengujian Arus Bocor Isolator Rantai terpolusi dengan Butiran Air Hujan = 1,5mm
1. Isolator dicuci dengan air sampai bersih 2. Isolator dikeringkan secara alami
3. Polutan dibuat dengan mencampurkan 500gr kaolin kedalam 4 liter aquades untuk mendapatkan polutan berat
4. Isolator diberi polutan dengan mencelupkan isolator pada polutan buatan
5. Isolator berpolutan dikeringkan secara alami
6. 4 keping isolator piring dirangkai menjadi 1 set isolator rantai 7. Peralatan dirangkai seperti gambar 3.10 dengan alas tabung
simulator hujan dengan ukuran lubang alas = 1,5mm dan isolator rantai disusun vertikal dengan sudut pemasangan 0
8. Pada pengujian ini, arus bocor yang mengalir melalui permukaan isolator rantai. Arus bocor yang akan diukur berada dalam kirsaran mikroampere (µA) sehingga pengukuran yang dilakukan dengan
menggunakan ammeter praktis akan menghasilkan pembacaan yang tidak akurat. Oleh karena itu untuk mengukur arus bocor, pada penelitian ini ditambahkan suatu rangkaian sederhana yang memanfaatkan hukum Ohm. Pada kabel pembumian rangkaian pengujian, dipasang tahanan dengan nilai yang telah diketahui dan selanjutnya disebut sebagai tahanan pengujian. Tahanan pengujian dihubungkan pada voltmeter sehingga pada saat tegangan kerja diberikan, pada voltmeter akan dapat diperoleh besar arus bocor yang mengalir melalui tahanan pengujian dengan menggunakan persamaan di bawah ini:
= ... (pers 3.1)
11. Tegangan keluaran AT dinaikkan secara bertahap dengan kecepatan 1kV/detik sampai voltmeter menunjukkan nilai tegangan kerja yaitu 40kV.
12. Tunggu beberapa saat hingga tegangan pada voltmeter stabil.
13. Nilai tegangan pada voltmeter dicatat.
14. Air dinaikkan untuk mengisi tabung simulator hujan.
15. Isolator dihujani selama 5 menit, dan pada saat yang bersamaan, air dibuang dari ember penampungan dengan menggunakan pompa air.
16. Tegangan keluaran AT dijaga konstan pada tegangan kerja.
Tunggu hingga 4 menit, lalu nilai pada voltmeter dicatat.
17. Lanjutkan pengujian dengan mengulangi prosedur 15-16 sebanyak 3 kali lagi.
18. Tunggu 12 menit, kemudian tegangan pada voltmeter dicatat
19. Turunkan keluaran AT sampai voltmeter menunjukkan nilai 0 20. Saklar sekunder dibuka
21. Saklar primer dibuka
22. Lakukan pengujian sesuai prosedur 1-21, untuk sudut pemasangan isolator rantai 30°, 45°, 60°, dan 85°.
3.5.2 Prosedur Pengujian Arus Bocor Isolator Rantai terpolusi dengan Butiran Air Hujan = 3mm
1. Ganti alas tabung simulator hujan dengan ukuran lubang alas = 3mm
2. Lakukan pengujian sesuai prosedur 3.5.1
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dijelaskan tentang hasil pengujian arus bocor pada isolator rantai yang telah terpolusi dengan polutan buatan dan kemudian dihujani dengan intensitas hujan yang berbeda-beda untuk masing-masing ukuran diameter air hujan yaitu 1,5mm dan 3mm, serta dengan 5 sudut pemasangan isolator yaitu suspension (0°) dan tension dengan sudut (30°, 45°, 60°, dan 85°).
4.1 Hasil Pengujian Arus Bocor pada Isolator Rantai Terpolusi dengan Ukuran Butiran Air Hujan 1,5mm
4.1.1 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 0°
Data hasil pengujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 1,5mm dengan sudut pemasangan 0° dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 0°
Intensitas Air Hujan Sebelum dihujani 3.381 0.0786279 29 Dihujani 1 kali 4.13 0.0960465 29.1 Dihujani 2 kali 3.818 0.0887907 29.1 Dihujani 3 kali 3.861 0.0897907 29.3 Dihujani 4 kali 3.798 0.0883256 29.1 12 menit kemudian 3.714 0.0863721 29
4.1.2 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 30°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 1,5mm dengan sudut pemasangan 30° dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut.
Tabel 4.2 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 30°
Intensitas Air Hujan
4.1.3 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 45°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 1,5mm dengan sudut pemasangan 45° dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut.
Tabel 4.3 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 45°
Intensitas Air Hujan Sebelum dihujani 4.133 0.0961163 30 Dihujani 1 kali 5.36 0.1246512 30.2
Intensitas Air Hujan
4.1.4 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 60°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 1,5mm dengan sudut pemasangan 60° dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut.
Tabel 4.4 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 60°
Intensitas Air Hujan
4.1.5 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 85°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 1,5mm dengan sudut pemasangan 85° dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut.
Tabel 4.5 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 85°
Intensitas Air Hujan
4.2 Hasil Pengujian Arus Bocor pada Isolator Rantai Terpolusi dengan Ukuran Butiran Air Hujan 3mm
4.2.1 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 0°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 3mm dengan sudut pemasangan 0° dapat dilihat pada tabel 4.6 berikut.
Tabel 4.6 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 0°
Intensitas Air Hujan
Intensitas Air Hujan
4.2.2 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 30°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 3mm dengan sudut pemasangan 30° dapat dilihat pada tabel 4.7 berikut.
Tabel 4.7 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 30°
Intensitas Air Hujan
4.2.3 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 45°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 3mm dengan sudut pemasangan 45° dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut.
Tabel 4.8 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 45°
Intensitas Air Hujan
4.2.4 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 60°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 3mm dengan sudut pemasangan 60° dapat dilihat pada tabel 4.9 berikut.
Tabel 4.9 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 60°
Intensitas Air Hujan Sebelum dihujani 4.2 0.0976744 27.9 Dihujani 1 kali 5.64 0.1311628 27.8
Intensitas Air Hujan
4.2.5 Hasil Pengujian Arus Bocor dengan Sudut Pemasangan 85°
Data hasil pngujian arus bocor pada isolator rantai terpolusi dengan ukuran butiran air hujan 3mm dengan sudut pemasangan 85° dapat dilihat pada tabel 4.10 berikut.
Tabel 4.10 Data arus bocor isolator rantai terpolusi dengan sudut pemasangan 85°
Intensitas Air Hujan Sebelum dihujani 4.29 0.0997674 26.2 Dihujani 1 kali 5.26 0.1223256 26.3 Dihujani 2 kali 5.46 0.1269767 26.6 Dihujani 3 kali 5.75 0.1337209 26.7 Dihujani 4 kali 5.62 0.1306977 26.8 12 menit kemudian 4.93 0.1146512 26.8
4.3 Analisis Grafik Pengaruh Ukuran Butiran Air Hujan terhadap Arus Bocor
Gambar 4.1 Grafik pengaruh air hujan terhadap arus bocor dengan ukuran diameter air hujan 1,5mm
Gambar 4.2 Grafik pengaruh air hujan terhadap arus bocor dengan ukuran diameter air hujan 3mm
0
Ukuran Diameter Air Hujan 1,5mm
0°
Ukuran Diameter Air Hujan 3mm
0°
30°
45°
60°
85°
Dari grafik 4.1 didapat bahwa arus bocor saat dihujani masih akan menaik dan akan turun saat hujan berhenti dan dari grafik 4.2 didapat bahwa arus bocor naik saat baru dihujani dan perlahan akan turun saat hujan berhenti.
Dan kita dapat melihat perubahan beberapa saat setelah air hujan berhenti dengan 12 menit setelah arus bocor diukur (air hujan telah berhenti) pada grafik berikut, dimana:
A = Nilai arus bocor beberapa saat setelah air hujan telah berhenti untuk ukuran diameter air hujan 1,5mm
A°= Nilai arus bocor beberapa saat setelah air hujan telah berhenti untuk ukuran diameter air hujan 1,5mm
B = Nilai arus bocor beberapa saat setelah air hujan telah berhenti untuk ukuran diameter air hujan 3mm
B°= Nilai arus bocor beberapa saat setelah air hujan telah berhenti untuk ukuran diameter air hujan 3mm
Gambar 4.3 Grafik perubahan nilai arus bocor beberapa saat setelah air hujan berhenti hingga 12 menit setelah arus bocor diukur (air hujan telah berhenti) untuk diameter air hujan 1,5mm
0
Ukuran Diameter Air Hujan 1,5mm
A A°
Gambar 4.4 Grafik perubahan nilai arus bocor beberapa saat setelah air hujan berhenti hingga 12 menit setelah arus bocor diukur (air hujan telah berhenti) untuk diameter air hujan 1,5mm
Gambar 4.5 Grafik perbandingan nilai arus bocor antara hujan deras (diameter air hujan 3mm) dengan hujan normal (diameter air hujan 1,5mm) beberapa saat setelah air hujan berhenti hingga 12 menit setelah arus
0
Ukuran Diameter Air Hujan 3mm
B
Category 1 Category 2 Category 3 Category 4
Arus bocor (mA)
Sudut Pemasangan Isolator
Series 1 Series 2 Series 3
bocor diukur (air hujan telah berhenti)
Dari grafik tersebut, didapat bahwa untuk sudut pemasangan 45°, arus bocor cenderung turun lebih cepat dibanding sudut pemasangan lainnya. Dan untuk pemasangan 60° dan 85° arus bocornya menaik saat hujan dan menurun dengan signifikan saat hujan berhenti. Hal ini diakibatkan sirip-sirip bagian bawah isolator rantai sudah ikut terkena air hujan, sehingga polutan yang menempel pada bagian bawah isolator ikut dibersihkan oleh air hujan.
4.4 Analisis Grafik Pengaruh Sudut Pemasangan Isolator Terhadap Arus Bocor
Grafik 4.6 Grafik pengaruh sudut pemasangan isolator terhadap arus bocor untuk ukuran diameter air hujan 1,5mm
Dari grafik diatas, didapat bahwa pada hujan normal, arus bocor pada sudut pemasangan 0° selalu lebih rendah dibandingkan sudut pemasangan lain.
0
Ukuran Diameter Air hujan 1,5mm
Sebelum dihujani
Grafik 4.7 Grafik pengaruh sudut pemasangan isolator terhadap arus bocor untuk ukuran diameter air hujan 3mm
Dari grafik diatas, didapat bahwa arus bocor saat hujan deras pada sudut pemasangan 45° selalu lebih rendah dibandingkan sudut pemasangan lain, kecuali sebelum dihujani, arus bocor terendah berada pada sudut pemasangan 60°.
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
0° 30° 45° 60° 85°
Arus Bocor (mA)
Sudut Pemasangan Isolator
Ukuran Diameter Air Hujan 3mm
Sebelum dihujani Dihujani 1 kali Dihujani 2 kali Dihujani 3 kali Dihujani 4 kali 12 menit kemudian
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Saat isolator terpolusi dihujani, nilai arus bocor akan naik. Hal ini diakibatkan konduktivitas air hujan lebih tinggi dibandingkan konduktivitas udara, yang juga diakibatkan tahanan permukaan isolator aan turun.
2. Pada saat hujan normal, arus bocor pada sudut pemasangan 0° selalu lebih rendah dibandingkan sudut pemasangan lainnya. Hal ini disebabkan karena isolator dengan sudut pemasangan 0° (suspensi) tidak semua bagian terkena terpaan air hujan.
3. Pada saat hujan deras, arus bocor pada sudut pemasangan 45° selalu lebih rendah dibandingkan sudut pemasangan yang lainnya.
4. Pada saat air hujan telah berhenti, perubahan arus bocor yang lebih signifikan terjadi pada sudut pemasangan 85°.
5.2 Saran
Dalam melakukan penelitian ini, ada beberapa hal yang terjadi, diantaranya:
Adanya partial discharge pada saat tegangan kerja dinaikkan.
Benda benda disekitar peralatan lebih mudah konduktif dan menimbulkan percikan api pada plastic dan tali pada saat penelitian dilakukan.
Nilai tegangan yang terbaca pada voltmeter tiba-tiba turun pada saat isolator dihujani dan kembali ke tegangan kerja setelah penghujanan dihentikan dan tiba-tiba naik beberapa saat setelah penghujanan selesai.
Untuk itu, beberapa saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut:
1. Penelitian dapat dilakukan untuk mencari pada saat tegangan berapa terjadinya partial discharge pada saat dihujani untuk beberapa isolator.
2. Penelitian dapat dilakukan untuk mencari persentasi drop tegangan pada saat hujan dan besar persentasi naiknya tegangan beberapa saat setelah hujan.
3. Untuk penelitian yang dilakukan dengan tegangan kerja diatas tegangan tembus udara, harap memperhatikan jarak antara peralatan listrik terhadap benda-benda yang ada di sekitar daerah penelitian terutama benda-benda yang bersifat konduktif ataupun benda-benda yang dapat berubah menjadi konduktif akibat factor lain.
DAFTAR PUSTAKA
1. Chanlyn S, Join Wan. 2016. Pengaruh Ukuran Butiran Air Hujan Terhadap Tegangan Tembus Udara. Medan: Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
2. Sinaga, Zico Venancio. 2015. Pengaruh Pembersihan Oleh Hujan Terhadap Arus Bocor Isolator PIN-POST 20 KV Terpolusi. Medan:
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. L Tobing, Bonggas. 2012. Peralatan Tegangan Tinggi, edisi kedua, Jakarta:
Penerbit Erlangga.
4. Mehta, V.K. 2003. Principles of Power System. India: S. Chand & Company LTD
5. Yang, Xi. “Grading Ring Optimization for Tension Porcelin Insulator String on Double Circuit Tension Tower in 1000kV AC Transmission Lines”. International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials. IEEE. 2012.
6. SPLN 10-3B, “Tingkat Intensitas Polusi Sehubungan dengan Pedoman Pemilihan Isolator”, Perusahaan Listrik Negara, 1993.
7. Standart IEC 60815, “Guide for the selection and dimensioning of high-voltage insulators for polluted conditions”, 2001.
8. Amin. M., Salman Amin, M. Ali, “Monitoring of Leakage Current for Composite Insulator and Electrical Devices” Rev.Adv. Material Science 21 (2009) pp. 75-89
9. Syakur, Abdul, 2014. “The Electrical Performance of Epoxy Resin Insulator under Rain Contaminants” Proceeding of International Conference on Electrical Engineering, Computer Science and Informatics (EECSI 2014). Yogyakarta, Indonesia, 20-21 August 2014.
10. Sosrodarsono, Suyono. 2003. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta: PT.Abadi
LAMPIRAN
A. Persentase Perubahan Arus Bocor
Persentase perubahan arus bocor diperoleh dari persamaan berikut ini:
=
x 100%
1. Ukuran Butiran Air Hujan 1,5mm
a. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 0°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 22.15320516 Naik
Dihujani 2 kali 7.554465806 Turun
Dihujani 3 kali 1.126244077 Naik
Dihujani 4 kali 1.631683459 Turun 12 menit kemudian 2.211703062 Turun
b. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 30°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 23.15030803 Naik
Dihujani 2 kali 1.938 Naik
Dihujani 3 kali 2.091222115 Naik
Dihujani 4 kali 2.048465893 Naik
12 menit kemudian 9.306593828 Turun
c. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 45°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 29.68788853 Naik
Dihujani 2 kali 1.492564853 Turun Dihujani 3 kali 1.704526483 Turun
Dihujani 4 kali 0 Tetap
12 menit kemudian 9.055930643 Turun
d. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 60°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 16.66661758 Naik
Dihujani 2 kali 1.565587207 Naik
Dihujani 3 kali 3.275538805 Naik
Dihujani 4 kali 0.746322538 Turun 12 menit kemudian 8.646558504 Turun
e. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 85°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 28.90453194 Naik
Dihujani 2 kali 1.446603429 Naik
Dihujani 3 kali 1.426051871 Naik
Dihujani 4 kali 1.581704523 Naik
12 menit kemudian 9.515572994 Turun
2. Ukuran Butiran Air Hujan 3mm
a. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 0°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 7.289334234 Naik
Dihujani 2 kali 7.85557845 Naik
Dihujani 3 kali 3.740154648 Turun Dihujani 4 kali 2.045006679 Turun 12 menit kemudian 1.670088415 Turun
b. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 30°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 2.840931764 Naik
Dihujani 2 kali 5.709020733 Naik
Dihujani 3 kali 7.317115195 Turun
Dihujani 4 kali 2.81949129 Turun
12 menit kemudian 6.963252895 Turun
c. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 45°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 10.9302 Naik
Dihujani 2 kali 2.306134849 Naik
Dihujani 3 kali 3.278749194 Turun Dihujani 4 kali 2.330473346 Turun 12 menit kemudian 1.518431703 Turun
d. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 60°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 34.28574939 Naik
Dihujani 2 kali 0.886531852 Turun
Dihujani 3 kali 2.683384615 Naik
Dihujani 4 kali 1.219506714 Naik
12 menit kemudian 7.57317955 Turun
e. Persentase perubahan arus bocor dengan sudut pemasangan 85°
Intensitas Air Hujan Persentase perubahan (%)
Status
Sebelum dihujani
Dihujani 1 kali 22.6107927 Naik
Dihujani 2 kali 3.80222946 Naik
Dihujani 3 kali 5.311368149 Naik
Dihujani 4 kali 2.260828337 Turun 12 menit kemudian 12.27756877 Turun
B. Gambar
Rangkaian simulator hujan dan peletakan posisi pompa air
Isolator rantai yang digunakan dengan posisi digantung
Polutan dibuat di dalam ember
Pengangkatan isolator piring setelah dicelupkan pada polutan yang terdapat dalam ember
Pencelupan isolator piring pada polutan yang terdapat pada ember
Isolator rantai pada saat dihujani
Isolator rantai pada saat dihujani dengan sudut pemasangan 85°
Isolator rantai beberapa saat setelah dihujani