Pengaruh Kenaikan Temperatur Terhadap Tegangan Tembus Udara Pada Elektroda Bola Terpolusi Asam

(1)

LAMPIRAN A

Tabel Data Hasil Percobaan

 Keadaan : Normal

 Tekanan (P) : 754,5 mmHg

 Diameter Elektroda bola-bola : 10 Cm

 Pada suhu (T) : 27℃

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 18.8 21.6 19.3 22.3 20.54

1,5 30.9 29.9 31.2 31.2 30.48

2 38.7 38.3 39.6 38.4 38.75

2,5 48.7 48.5 47.5 48.5 48.30

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.3 21.5 20.8 19.4 20.25

1,5 27.5 28.6 31.6 30.9 29.65

2 37.8 37.8 40.2 38.3 38.52

2,5 47.8 46.3 49.9 48.9 48.22

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.1 21.0 18.4 22.1 20.15

1,5 28.8 29.2 30.1 29.4 29.37

2 36.4 39.3 38.1 38.9 38.17

2,5 46.3 47.9 47.9 49.6 47.92

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 20.0 19.1 20.2 19.9 19.80

1,5 29.1 29.3 28.2 30.3 29.22

2 36.3 37.2 39.1 38.3 37.72

(2)

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.3 18.9 20.8 20.1 19.77

1,5 27.9 28.5 30.0 29.8 29.05

2 36.3 37.6 37.1 37.8 37.20

2,5 47.8 46.8 46.7 47.3 46.15

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.3 17.9 19.7 21.4 19.57

1,5 28.2 27.6 29.1 29.3 28.55

2 36.0 35.8 37.4 36.0 36.30

2,5 46.1 46.4 46.6 46.5 46.40

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.8 19.6 18.6 19.6 19.40

1,5 28.5 28.3 29.1 27.4 28.33

2 35.4 35.7 35.9 37.6 36.17

(3)

 Keadaan : Terpolusi Asam HNO3

 Ph Asam HNO3 : 2

 Tekanan (P) : 754,5 mmHg

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.8 20.1 20.8 20.3 20.25

1,5 28.3 29.8 30.2 29.3 29.40

2 38 37.4 36.8 37.8 37.50

2,5 48.6 46.3 47.9 46.2 47.25

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 20.1 19.9 19.9 20.5 20.10

1,5 29.3 28.9 28.8 29.6 29.17

2 37.2 37.5 37.5 37.1 37.34

2,5 46.8 47.6 46.3 47.6 47.09

 Pada suhu : 33℃

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 20.1 20.3 19.9 19.5 19.95

1,5 28.3 28.9 29.3 29.5 29.01

2 36.8 37.5 36.3 37 36.92

1,5 28.2 28.9 28.9 28.3 28.58

2 37.8 36.1 36.8 36.3 36.75

(4)

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 20.1 20 18.6 19.8 19.69

1,5 28.7 28.1 29.2 28.8 28.72

2 35.9 36.4 36.9 35.9 36.28

2,5 45.9 46.1 46.1 46.3 46.11

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.5 19.6 19.1 19 19.30

1,5 28.4 28.7 28.3 27.9 28.31

2 35.8 36.2 36.4 35.9 36.05

2,5 46.2 46.1 46.5 46.1 46.23

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.1 19.2 19.2 19.1 19.15

1,5 27.9 27.9 28 28.5 28.07

2 35.4 35.8 35.9 36.4 35.89

(5)

 Ph Asam HNO3 : 2

 Tekanan (P) : 754,5 mmHg

 Waktu percobaan : hari ke-7 setelah elektroda bola terpolusi Asam HNO3

1,5 28.5 28.2 28.5 27.2 28.11

2 35.8 35.8 36 36.1 35.94

2,5 47.3 45.9 44.9 44.8 45.74

(6)

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.3 18.9 18.3 18.3 18.70

1,5 27.4 27.8 27.6 27.3 27.54

2 35.2 35.2 35.3 35.3 35.25

2,5 45.2 45.3 44.9 44.8 45.07

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.1 18.7 18 18.4 18.56

1,5 27.8 27.5 27.3 26.9 27.38

2 34.8 35.6 35 34.6 35.01

2,5 45.2 45.1 45 44.3 44.91

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 18.6 18.6 18.2 18.1 18.38

1,5 26.8 27.5 27.4 27.8 27.38

2 34.9 35 34.7 35.2 34.97

(7)

 Ph Asam HNO3 : 2

 Tekanan (P) : 754,5 mmHg

 Waktu percobaan : hari ke-14 setelah elektroda bola terpolusi Asam HNO3

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19.2 19.3 19.5 18.9 19.23

1,5 29.6 29.2 28.1 28.7 28.63

2 37.4 36.2 35.3 35.5 36.12

2,5 45.9 45.9 46.1 46.3 46.07

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 19 19.1 18.9 18.9 18.98

1,5 28.3 28.4 28.3 28.5 28.38

2 36.7 36.8 35.8 34.7 36.01

2,5 45.2 45.7 44.9 47.1 45.74

(8)

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 17.9 18.5 18.3 19.5 18.55

1,5 28.6 27.4 26.8 27 27.47

2 34.8 35 35.3 35.2 35.08

2,5 44.9 45 45.2 44.9 45.00

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 17.7 18.1 18.6 19.1 18.39

1,5 26.9 27.2 27.7 27.2 27.27

2 34.5 33.6 34.9 36.7 34.93

2,5 44.4 44.8 45 45.3 44.88

S(cm) VBD (KV)

1 2 3 4 Rata-rata

1 17.9 18.1 18.4 18.2 18.17

1,5 26.9 27 27.5 26.7 27.03

2 34.2 34.7 34.9 35.2 34.77

(9)

LAMPIRAN B

(10)

DAFTAR PUSTAKA

1. L Tobing. Bonggas, 2003, Dasar Pengujian Tegangan Tinggi, Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

2. Arismunandar. A, Teknik Tegangan Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta, 1984.

3. K. Dieter, dkk. High-Voltage Insulation Technology, Frieder. Vieweg & Shon, Braunscheig, 1985.

4. Zebua. Oktafianus, 2006, Pengaruh Ketinggian Alat Ukur Elektroda Bola-Bola Di Atas Permukaan Tanah Terhadap Kesalahan Pengukuran, diunduh dari Resipository USU.ac.id.

5. Wilvian, 2008, Pengaruh Kelembaban Terhadap Tegangan Flashover Ac Isolator, diunduh dari Resipository USU.ac.id.

6. Boy, 2012, Pengenalan Korosi dan Penyebab – Penyebab Korosi”,

(11)

BAB III

METODE PENGUJIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Tempat pengujian dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi

FT-USU. Pengujian dilakukan dari hari senin hingga sabtu pada pukul 08.00

sampai dengan pukul 18.00 WIB.

3.2 Bahan, Peralatan, dan Metode

3.2.1 Bahan yang digunakan dalam penelitian.

1. 10 liter air ledeng

2. 3 liter larutan asam Nitrat dengan pH 2

3.2.2 Peralatan yang digunakan dalam penelitian

a. 1 unit Trafo Uji

(12)

b. 1 unit AutoTrafo

Gambar 3.2 AutoTrafo

c. 1 unit tahanan peredam

Gambar 3.3 Tahanan Peredam

d. 1 unit Multimeter

(13)

e. 2 unitbarometer/humiditymeter/thermometerdigital.

Gambar 3.5Barometer/Humiditymeter/Thermometerdigital

f. 4 buah elektroda bola yang terbuat dari baja terdiri dari 2 buah

bola berdiameter 5 cm, dan 2 buah elektroda bola dengan diameter

10 cm.

g. 1 unit wadah berupa ember 10 liter.

h. 1 unit Termometer kaca

Gambar 3.6 Termometer kaca

i. Ruang pengeringan berupa ruang tertutup yang dindingnya terbuat

dari bahan plastik transparan.

j. Lampu pijar Philips dengan daya 150 &200 W.

(14)

l. 1 buah lampu Halogen dengan daya 150 W.

Gambar 3.7 Lampu Halogen

m. 1 rangkaian yang tersusun dari 13 bola lampu yang terhubung

secara seri dan paralel.

Gambar 3.8 Rangkaian Bola Lampu

3.3 Metode yang dilakukan dalam penelitian

a. Metode eksperimen

Usaha yang dilakukan untuk mengumpulkan informasi dengan

caramelakukan percobaan pada tegangan tembus udara diantara sela

bola. Dalam percobaan ini diambil data dari pengaruh kenaikan

temperatur terhadap elektroda bola yang sebelum sudah terpolusi

dengan asam klorida pada hari yang berbeda. Kenaikan temperatur

dibuat dengan cara meletakkan sebuah bola lampu pijar sejajar dengan

kedua elektroda bola sesuai dengan jarak standar yang sudah

(15)

Uji coba dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

1. Percobaan pengaruh kenaikan temperatur terhadap tegangan tembus pada

elektroda bola.

Pada percobaan ini elektroda bola tidak terpolusi dengan larutan asam

Nitrat, percobaan ini hanya mengukur pengaruh besarnya kenaikan

temperatur terhadap tegangan tembus.

2. Percobaan pengaruh kenaikan temperatur terhadap tegangan tembus pada

elektroda bola yang sudah terpolusi asam.

Pada percobaan ini elektroda bola sudah terpolusi asam Nitrat dengan

kadar keasaman yang sudah ditetapkan pada percobaan, setelah itu dilihat

pengaruh kenaikan temperaturnya terhadap tegangan tembusnya.

b. Metode Analisis

Setelah melakukan pengukuran selanjutnya dilakukan analisa untuk

menetukan pengaruh kenaikan temperatur terhadap tegangan tembus

udara, dan membandingkan hasil antara elektroda bola yang tidak terpolusi

(16)

3.4 Rangkaian Penelitian

Gambar 3.9. Rangkaian pengujian pengaruh kenaikan temperatur terhadap

tegangan tembus udara pada elektroda bola terpolusi asam.

Keterangan :

AT = Autotrafo S2 = Saklar sekunder

TU = Trafo uji Rp = Tahanan Peredam

S1 = Saklar utama Vin= Tegangan masukan

.

3.5 Prosedur Penelitiaan

3.5.1 Percobaan pengujian pengaruh temperatur terhadap tegangan

tembus dengan elektroda bola tidak terpolusi asam.

1. Mengukur suhu, tekanan dan kelembaban udara disekitar

percobaan.

2. Elektroda bola berdiameter 5 cm.

3. Jarak sela elektroda bola-bola dibuat 1 cm.

4. Mengatur jarak lampu dengan jarak > (0,25 + VBD/ 30).

5. Saklar pemisah (S1) ditutup dan AT diatur hingga tegangan

keluarannya nol.

(17)

7. Tegangan keluaran TU dinaikkan secara bertahap dengan

kecepatan 1kV/detik sampai udara pada sela bola tembus listrik.

8. Saat terjadi tembus listrik, dicatat tegangan sekunder trafo uji dan

saklar sekunder (S2) segera dibuka.

9. AT diatur kembali hingga tegangan keluarannya nol.

10. Ulangi prosedur 5 s/d 8 sebanyak 3 kali.

11. Lakukan prosedur 5 s/d 8 untuk jarak sela bola 1,5 cm, 2 cm, dan

2,5 cm.

12. Lakukan prosedur 5 s/d 8 untuk elektroda bola berdiameter 10 cm.

13. Atur suhu pengujian dengan cara menghidupkan lampu pijar 100

Watt dan 150 Watt dan lampu Halogen.

14. Ukur suhu disekitar objek penelitian.

15. Untuk setiap kenaikan suhu 3°C hingga suhu 45°C, ulangi

prosedur 5 s/d 8, dan ulangi percobaan sebanyak 3 kali.

3.5.2 Pengujian pengaruh temperatur terhadap tegangan tembus

dengan elektroda bola terpolusi asam.

1. Elektroda bola berdiameter 5 cm.

2. Seluruh permukaan elektroda bola disemprot dengan larutan asam

Nitrat dengan pH 2.

3. Keringkan elektroda bola dalam ruang pengering dan biarkan

selama 24 jam.

4. Mengukur suhu, tekanan dan kelembaban udara disekitar

(18)

5. Jarak sela elektroda bola-bola dibuat 1 cm.

6. Mengatur jarak lampu dengan jarak > (0,25 + VBD/ 30).

7. Saklar pemisah (S1) ditutup dan AT diatur hingga tegangan

keluarannya nol.

8. Saklar (S2) ditutup.

9. Tegangan keluaran TU dinaikkan secara bertahap dengan kecepatan

1kV/detik sampai udara pada sela bola tembus listrik.

10. Saat terjadi tembus listrik, dicatat tegangan sekunder trafo uji dan

saklar sekunder (S2) segera dibuka.

11. AT diatur kembali hingga tegangan keluarannya nol.

12. Ulangi prosedur 5 s/d 8 sebanyak 3 kali.

13. Lakukan prosedur 5 s/d 8 untuk jarak sela bola 1,5 cm, 2 cm,dan

2,5 cm.

14. Lakukan prosedur 5 s/d 8 untuk elektroda bola berdiameter 10 cm.

15. Atur suhu pengujian dengan cara menghidupkan lampu pijar 100

Watt dan 150 Watt dan lampu halogen.

16. Ukur suhu disekitar objek penelitian.

17. Untuk setiap kenaikan suhu 3°C hingga suhu 45°C, ulangi prosedur

5 s/d 8, dan ulangi percobaan sebanyak 3 kali.

18. Masukan kembali elektroda bola kedalam ruang pengering.

19. Ulangi percobaan kembali pada hari ke-7 dan ke-14 setelah bola

(19)

BAB IV

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Umum

Seperti dijelaskan pada teori bahwa terjadinya tegangan tembus dipengaruhi

oleh permukaan yang tidak seragam yang disebabkan pengaruh luar dan

temperatur. Tegangan tembus lebih cepat terjadi apabila permukaannya tidak

seragam. Dimana gaya medan listrik lebih besar pada bagian yang tidak rata

sehingga dengan gaya itu elektron akan ditarik keluar yang kemudian

elektron-elektron tersebut akan berbenturan, yang menyebabkan terjadinya tegangan

tembus lebih cepat. Dan kenaikan temperatur juga berpengaruh terhadap

terjadinya tegangan tembus lebih cepat. Dimana dengan semakin tingginya suhu

udara di sekitar alat pengukuran akan mempercepat pergerakan molekul sehingga

terjadi benturan, dan benturan tersebut akan menyebabkan elektron-elektronnya

terlepas kemudian timbullah medan listrik yang menimbulkan adanya gaya listrik

sehingga terjadi tegangan tembus.

Dalam pengujian ini, analisis dilakukan untuk mengetahui bagaimana

pengaruh kenaikan temperatur terhadap tegangan tembus apabila alat

pengukurannya telah terpolusi.

Pengujian dilakukan dengan elektroda bola yang terpolusi asam.Asam

yang digunakan berupa Asam Nitrat (HNO3) yang mempunyai nilai keasaman

(pH) 2. Pengujian dilakukan selama 14 hari setelah elektroda bola terpolusi asam.

Elektroda bola yang digunakan terbuat dari bahan baja dengan diameter 5 cm dan

(20)

pengering. Hal ini dimaksudkan agar elektroda terhindar dari polusi yang tidak

diinginkan. Kenaikan temperatur diatur dengan menggunakan bola lampu pijar

150 W dan 200 W. Dan untuk menjaga kestabilan temperatur digunakan lampu

Halogen dengan daya 150 W. Gambar 4.1 menunjukkan rangkaian pengujian.

Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Pengaruh Kenaikan Temperatur Terhadap

Tegangan Tembus Udara Pada Elektroda Bola Terpolusi Asam.

Diameter elektroda bola yang digunakan dalam pengukuran ini adalah

5 Cm dan 10 cm, jarak sela bola adalah 1 Cm, 1.5 Cm, 2 Cm dan 2.5 Cm. Pada

keadaan udara standar, yaitu temperatur udara 20 0C, tekanan udara 760 mmHg

tegangan tembus sela bola standar untuk ukuran diameter dan jarak sela bola ini

adalah 8 kV. Dalam prakteknya, keadaan udara tidak selalu sama dengan keadaan

standar. Oleh karena itu, suhu dan tekanan selalu dicatat pada saat pengukuran

dilaksanakan.

Hasil yang didapat berupa nilai tegangan tembus akibat pengaruh dari

(21)

4.2 Hasil percobaan untuk elektroda bola berdiameter 10 Cm

4.2.1 Hasil percobaan untuk jarak sela 1 cm

Tekanan (P) : 754,5 mmHg

Diameter Elektroda bola-bola : 10 cm

Jarak sela (S) : 1 cm

Dimana :

VA: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

normal

VB: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

terpolusi Hari ke-1

VC: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

terpolusi Hari ke-7

VD: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

terpolusi Hari ke-14

Tabel 4.1 Nilai Rata-Rata Tegangan Tembus Pada Jarak Sela 1 cm pada

Elektroda bola-bola berdiameter 10 cm.

Suhu (T) VBD(kV)

VA VB VC VD

27°C 20.54 20.25 19.57 19.23

30°C 20.25 20.10 19.10 18.98

33°C 20.15 19.95 18.81 19.01

36°C 19.80 19.75 19.00 18.85

39°C 19.77 19.69 18.70 18.55

42°C 19.57 19.30 18.56 18.39

45°C 19.40 19.15 18.38 18.17

a) Perhitungan untuk memperoleh persentase penurunan tegangan untuk

masing-masing suhu dari 27°C-45°C pada kondisi normal ( ).

(22)

, , ,

x 100 % = 4,722 % , ,

,

x 100 % = 5,550 %

Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan

jarak sela 1cm dengan diameter 10 cm pada kondisi normal ditampilkan pada

Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus

udara dengan jarak sela 1 cm dengan diameter 10 cm pada kondisi normal

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.0005 X4 - 0.021 X3+

0.3 X2– 1.4 X + 3.3 pada keadaan normal dengan jarak sela 1 cm untuk setiap

kenaikan temperatur 3°C. Source code untuk memperoleh fungsi di atas

ditampilkan pada lampiran B.

b) Perhitungan untuk memperoleh persentase penurunan tegangan tembus

(23)

, ,

jarak sela 1 cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi asam

ditampilkan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi asam

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -2.4e-005 X6 + 0.0013

X5 - 0.024 X4 + 0.21 X3 - 0.82 X2 + 1.4 pada keadaan terpolusi hari ke-1

dengan jarak sela 1 Cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C.Source codeuntuk

memperoleh fungsi di atas ditampilkan pada lampiran B.

2 4 6 8 10 12 14 16 18

Pada kondisi terpolusi ke-1,jarak sela 1 cm

y = - 2.4e-005*x6_{+ 0.0013*x}5_{- 0.024*x}4_{+ 0.21*x}3_{- 0.82*x}2_{+ 1.4*x}

(24)

c) Perhitungan untuk memperoleh persentase penurunan tegangan tembus

udara untuk masing-masing suhu dari 27°C - 45°C pada hari ke-7 setelah

terpolusi ( ).

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -6.9e-007 X8 +

4.8e-005 X7- 0.0013 X6+ 0.018 X5- 0.12 X4 + 0.31 X3pada keadaan terpolusi hari

(25)

ke-7 dengan jarak sela 1 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code

untuk memperoleh fungsi di atas ditampilkan pada lampiran B.

d) Perhitungan untuk memperoleh persentase penurunan tegangan tembus

terpolusi ( ).

(26)

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = 4.2e-006 X6 - 0.00014

X5+ 0.00024 X4+ 0.031 X3- 0.33 X2 + 1.2 X pada keadaan terpolusi hari

ke-14 dengan jarak sela 1 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code

4.2.1.1 Analisis Percobaan Untuk Elektroda Bola Berdiameter 10 Cm

Dengan Jarak Sela 1 Cm

Dari hasil percobaan, maka perbandingan grafik dalam keadaan normal

dan keadaan terpolusi untuk diameter bola 10 cm dengan jarak sela 1 cm untuk

suhu 27°C - 45°C ditampilkan pada Gambar 4.6

Gambar 4.6 Grafik perbandingan persentase penurunan tegangan tembus udara pada kondisi normal dengan terpolusi pada elektroda bola

berdiameter 10 cm dengan jarak sela 1 cm.

Dari analisis diperoleh hasil untuk setiap kenaikan suhu 3°C yaitu dari

suhu 27°C - 45°C dalam keadaan normal,persentasi penurunan tegangan tembus

(27)

sebesar 3.929%,dalam kondisi terpolusi hari ke-7 dari suhu 27°C - 45°C sebesar

4.147% dan dalam kondisi terpolusi hari ke-14 dari suhu 27°C - 45°C sebesar

4.972%.

Berdasarkan hasil persentase, diketahui bahwa elektroda dalam keadaan

normal dengan temperatur dari 27°C sampai dengan 45°C lebih rendah

dibandingkan dengan ketika elektroda dalam keadaan terpolusi dan diketahui juga

bahwa apabila elektrodanya telah terpolusi dalam waktu yang lebih lama.

4.2.2 Hasil Percobaan untuk jarak sela 1.5 cm

Jarak sela (S) : 1.5 cm

Tabel 4.2 Nilai Rata-Rata Tegangan Tembus Pada Jarak Sela 1.5 cm pada

suhu (T) VBD(kV)

VA VB VC VD

27°C 30.48 29.40 28.75 28.63

30°C 29.65 29.17 28.46 28.38

33°C 29.37 29.01 28.11 28.05

36°C 29.22 28.58 27.76 27.83

39°C 29.05 28.72 27.54 27.47

42°C 28.55 28.31 27.38 27.27

45°C 28.33 28.01 27.38 27.03

a) Perhitungan untuk memperoleh persentase penurunan tegangan untuk

masing-masing suhu dari 27°C-45°C pada kondisi normal ( ).

(28)

, , ,

x 100 % = 6,332% , ,

,

x 100 % = 7,054%

jarak sela 1.5 cm dengan diameter 10 cm pada kondisi normal ditampilkan pada

Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1.5 cm dengan diameter 10 cm pada kondisi normal.

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = = 0.00044 X3 –

0.0029 X2 + 0.21 X + 2.1 pada keadaan normal dengan jarak sela 1.5 cm untuk

setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code untuk memperoleh fungsi di atas

(29)

, ,

jarak sela 1.5 cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi asam

Gambar 4.8 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1.5 cm dengan diameter 10 cm pada kondisi terpolusi ke-1

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = = 0.0001 X4– 0.003 X2+

0.022 X – 0.095 pada keadaan terpolusi hari ke-1 dengan jarak sela 1.5 Cm untuk

(30)

terpolusi ( ).

Gambar 4.9 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1.5 cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-7 setelah terpolusi asam.

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = 2.7e - 005 X4 – 0.0018

X3+ 0.021 X + 0.38 X – 0.13 pada keadaan terpolusi hari ke-7 dengan jarak sela

(31)

1.5 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code untuk memperoleh fungsi di atas ditampilkan pada lampiran B.

terpolusi ( ).

Gambar 4.10 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan jarak sela 1.5 cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-14 setelah terpolusi asam

Dengan menggunakan mathlab, diperoleh fungsi Y = -4.9e - 005 X4+ 0.0019

X3- 0.027 X2+ 0.5 X – 0.42 pada keadaan terpolusi hari ke-14 dengan jarak sela

1.5 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C

(32)

Dengan Jarak Sela 1.5 Cm

dan keadaan terpolusi untuk diameter bola 10 cm dengan jarak sela 1.5 cm untuk

berdiameter 10 cm dengan jarak sela 1.5 cm.

Dari analisis diperoleh hasil untuk setiap kenaikan suhu 3°C yaitu dari suhu

27°C - 45°C dalam keadaan normal,persentasi penurunan tegangan tembus

sebesar 4.738%. Sedangkan dalam terpolusi hari ke-1 dari suhu 27°C - 45°C

sebesar 2.573%, dalam kondisi terpolusi hari ke-7 dari suhu 27°C - 45°C sebesar

(33)

4.2.3 Hasil Percobaan untuk jarak sela 2 cm

Jarak sela (S) : 2 cm

VA VB VC VD

27°C 38.75 37.50 36.30 36.12

30°C 38.52 37.34 36.14 36.01

33°C 38.17 36.92 35.94 35.83

36°C 37.72 36.75 35.43 35.30

39°C 37.20 36.28 35.25 35.08

42°C 36.30 36.05 35.01 34.93

45°C 36.17 35.89 34.97 34.77

a) Perhitungan untuk memperoleh persentase penurunan tegangan tembus

udara untuk masing-masing suhu dari 27°C-45°C pada kondisi normal

( ).

jarak sela 2 cm dengan diameter 10 cm pada kondisi normal ditampilkan pada

(34)

Gambar 4.12 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan jarak sela 2 cm dengan diameter 10 cm pada kondisi normal.

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.00074 X4+ 0.028 X3

-0.35 X2 + 2 X – 3 pada keadaan normal dengan jarak sela 2 cm untuk setiap

udara untuk masing-masing suhu dari 27°C - 45°C pada hari pertama

Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak

(35)

Gambar 4.13 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 2 cmdengan diameter 10 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi asam.

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.00066 X3+ 0.015 X2+

0.19 X – 0.21 pada keadaan terpolusi hari ke-1 dengan jarak sela 2 cm untuk

terpolusi ( ).

(36)

Gambar 4.14 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 2 cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-7 setelah terpolusi asam.

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -1.9 e-005 X6+ 0.001 X5

- 0.021 X4 + 0.2 X3– 0.83 X2+ 1.3 X pada keadaan terpolusi hari ke-7 dengan

jarak sela 2 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code untuk

d) Perhitungan untuk memperoleh persentase penurunan tegangan untuk

(37)

Gambar 4.15 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 2 cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-14 setelah terpolusi asam

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -9e - 006 X6+ 0.00054 X5

- 0.012 X4 + 0.12 X3 – 0.54 X2 + 0.88 X pada keadaan terpolusi hari ke-14

dengan jarak sela 2 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C.Source code untuk

(38)

suhu 27°C - 45°C dalam keadaan normal, persentasi penurunan tegangan tembus

sebesar 2.621% sedangkan dalam terpolusi hari ke-1 dari suhu 27°C - 45°C

4.251%. Kenaikan temperatur pada elektroda bola yang terpolusi semakin lama

akan mempengaruhi persentase penurunan tegangan tembusnya.

(39)

VA VB VC VD

27°C 48.33 47.25 46.53 46.07

30°C 48.22 47.09 46.17 45.83

33°C 47.92 46.83 45.74 45.74

36°C 47.35 46.44 45.34 45.19

39°C 47.15 46.11 45.07 45.00

42°C 46.90 46.23 44.91 44.88

45°C 46.75 45.86 44.73 44.56

udara untuk masing-masing suhu dari 27°C - 45°C pada kondisi normal

(40)

Gambar 4.17 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 2.5 cm dengan diameter 10 cm pada kondisi normal.

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.00042 X3+ 0.0048 X2+

0.27 X – 0.65 pada keadaan normal dengan jarak sela 2.5 cm untuk setiap

(41)

sela 2.5 cm dengan diameter 10 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi asam

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = 6.1 e-006 X6– 0.00027

X5+ 0.0044 X4– 0.032 X3+ 0.12 X2– 0.05 X. Pada keadaan terpolusi hari ke-1

dengan jarak sela 2.5 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C.Source code

(42)

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = 0.00014 X4– 0.0056 X3

+ 0.1065 X2+ 0.021 X + 0.27 pada keadaan terpolusi hari ke-7 dengan jarak sela

2.5 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code untuk memperoleh

fungsi di atas ditampilkan pada lampiran B.

terpolusi ( ).

k enaik an tem peratur (°C)

p

(43)

, , ,

x 100 % = 2,583 % , ,

,

x 100 % = 3,711 %

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -1.4e-005 X6 +

0.00084 X5– 0.018 X4 + 0.18 X3– 0.82 X2 + 1.4 X pada keadaan terpolusi hari

ke-14 dengan jarak sela 2.5 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C.

4.2.4.1 Analisis Percobaan Untuk Elektroda Bola Berdiameter 10 cm

Dengan Jarak Sela 2.5 cm

(44)

suhu 27°C-45°C dalam keadaan normal,persentasi penurunan tegangan tembus

2.604% dan dalam kondisi terpolusi hari ke-14 dari suhu 27°C-45°C sebesar

1.962%.

4.3 Hasil percobaan untuk elektroda bola berdiameter 5 cm

4.3.1 Hasil percobaan untuk jarak sela 1 cm

(45)

VA: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

normal

VB: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

terpolusi Hari ke-1

VC: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

terpolusi Hari ke-7

VD: Nilai Tegangan Tembus udara pada Elektroda bola dalam kondisi

terpolusi Hari ke-14

VA VB VC VD

27°C 18.07 17.35 16.82 16.70

30°C 17.95 17.20 16.77 16.56

33°C 17.72 16.88 16.50 16.32

36°C 17.50 16.62 16.38 16.08

39°C 17.37 16.55 16.00 15.84

42°C 17.12 16.17 15.85 15.60

45°C 17.00 15.99 15.66 15.25

(46)

Gambar 4.22 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1cm dengan diameter 5 cm pada kondisi normal

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.00025 X4+ 0.01 X3–

0.16 X2+ 1.3 X + 2.2 pada keadaan normal dengan jarak sela 1 cm untuk setiap

(47)

0.39 X2 + 2.8 X - 4.8 pada keadaan terpolusi hari ke-1 dengan jarak sela 1 cm

untuk setiap kenaikan temperatur 3°C.Source code untuk memperoleh fungsi di

atas ditampilkan pada lampiran B.

(48)

jarak sela 1cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-7 setelah terpolusi asam

Gambar 4.24 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-7 setelah terpolusi asam.

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.0011 X3+ 0.03 X2 +

0.21 X – 0.51 pada keadaan terpolusi hari ke-7 dengan jarak sela 1 Cm untuk

(49)

, , ,

x 100 % = 6,586 % , ,

,

x 100 % = 8,682 %

Gambar 4.25 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1 cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-14 setelah terpolusi asam.

Dengan menggunakan mathlab, diperoleh fungsiY = - 0.00011 X3- 0.029 X2+

0.7 X - 1 pada keadaan terpolusi hari ke-14 dengan jarak sela 1 cm untuk setiap

kenaikan temperatur 3°C.

(50)

suhu 27°C - 45°C dalam keadaan normal, persentasi penurunan tegangan tembus

sebesar 2.467%. sedangkan dalam terpolusi hari ke-1 dari suhu 27°C - 45°C

4.84%.

Berdasarkan hasil persentase, diketahui bahwa elektroda dalam keadaan

normal dengan temperatur dari 27°C sampai dengan 45°C lebih rendah

dibandingkan dengan ketika elektroda dalam keadaan terpolusi dan diketahui juga

bahwa apabila elektrodanya telah terpolusi dalam waktu yang lebih lama.

(51)

Dimana :

VA VB VC VD

27°C 27.87 26.35 25.83 25.64

30°C 27.77 26.12 25.49 25.52

33°C 27.42 25.93 25.27 25.24

36°C 27.27 25.60 24.87 24.80

39°C 27.00 25.32 24.50 24.35

42°C 26.65 25.98 24.22 24.35

45°C 26.40 24.72 24.00 24.08

jarak sela 1,5 cm dengan diameter 5 cm pada kondisi normal ditampilkan pada

(52)

Gambar 4.27 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1,5 cm dengan diameter 5 cm pada kondisi normal

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.00046 X4+ 0.02 X3

-0.29 X2+ 2 X – 3.4 pada keadaan normal dengan jarak sela 1,5 cm untuk setiap

terpolusi ( ).

(53)

Gambar 4.28 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1.5 cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi

0.18 X2 + 1.3 X + 0.27pada hari ke-1 setelah terpolusi dengan jarak sela 1,5 cm

untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code untuk memperoleh fungsi di

terpolusi(Vc).

(54)

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = 1.1 e-006 X7- 3.6 e-005

X6+ 0.00016 X5+ 0.0049 X4– 0.06 X3+ 0.23 X2pada keadaan terpolusi hari

ke-7 dengan jarak sela 1,5 cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code

udara untuk masing-masing suhu dari 27°C- 45°C pada hari ke-14 setelah

(55)

Gambar 4.30 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 1.5 cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-14 setelah terpolusi asam

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = 0.00024 X4- 0.012 X3+

0.2 X2- 0.84 X + 2.4 pada keadaan terpolusi hari ke-14 dengan jarak sela 1,5 cm

untuk setiap kenaikan temperatur 3°C.

Dengan Jarak Sela 1.5 cm

(56)

4.278%.

4.3.3 Hasil Percobaan untuk jarak sela 2 cm

(57)

VA VB VC VD

27°C 36.60 35.54 33.90 33.48

30°C 35.60 34.30 33.58 33.37

33°C 35.30 33.75 33.00 32.85

36°C 34.95 33.50 32.75 32.20

39°C 34.77 32.92 32.52 32.00

42°C 34.27 32.92 32.23 31.90

45°C 34.15 32.80 31.80 31.73

Gambar 4.32.

Gambar 4.32 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan jarak sela 2 cm dengan diameter 5 cm pada kondisi normal

(58)

0.18 X2+ 1.3 X + 0.27 pada keadaan normal dengan jarak sela 2 cm untuk setiap

setelah terpolusi (VB).

, ,

sela 2 cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi asam ditampilkan

pada Gambar 4.33.

(59)

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -8.6-008 X9 + 5.6e-006

X8– 0.00015 X7+ 0.0019 X6– 0.012 X5+ 0.031 X4pada keadaan terpolusi hari

ke-1 dengan jarak sela 2 Cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code

udara untuk masing-masing suhu dari 27°C-45°C pada hari ke-7 setelah

(60)

0.19 X2+ 1.7 X – 2.8pada keadaan terpolusi hari ke-7 dengan jarak sela 2 Cm

terpolusi ( ).

Gambar 4.35 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan jarak sela 2cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-14 setelah terpolusi asam.

(61)

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.00058 X4- 0.023 X3+

0.3 X2- 0.9 X + 0.92 pada keadaan terpolusi hari ke-14 dengan jarak sela 2 cm

Dengan Jarak Sela 2 cm

sebesar 4.808%. sedangkan dalam terpolusi hari ke-1 dari suhu 27°C - 45°C

sebesar 3.401%,dalam kondisi terpolusi hari ke-7 dari suhu 27°C - 45°C sebesar

(62)

3.399%.

VA VB VC VD

27°C 43.02 41.19 40.85 40.29

30°C 42.60 41.32 40.65 40.19

33°C 42.45 40.85 40.22 40.00

36°C 41.87 40.29 39.50 39.87

39°C 41.40 40.10 39.73 39.28

42°C 41.22 39.80 39.25 39.23

45°C 40.95 38.80 38.25 38.12

(63)

Gambar 4.37 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 2.5 cm dengan diameter 5 cm pada kondisi normal

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -6.2e-006 X6+ 0.00041 X5

- 0.01 X4+ 0.11 X3- 0.58 X2+ 1.3 X pada keadaan normal dengan jarak sela 2.5

cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source codeuntuk memperoleh fungsi

di atas ditampilkan pada lampiran B.

(64)

sela 2.5 cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-1 setelah terpolusi asam

Gambar 4.38 Grafik perhitungan persentase penurunan tegangan tembus udara dengan jarak sela 2.5 cm dengan diameter 5 cm pada hari ke-1

setelah terpolusi asam

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -1.1-005 X6+ 0.00063 X5

- 0.013 X4+ 0.13 X3 - 0.54 X2+ 1.3 Xpada keadaan terpolusi hari ke-1 dengan

jarak sela 2.5 Cm untuk setiap kenaikan temperatur 3°C. Source code untuk

(65)

, ,

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.00066 X4- 0.023 X3+

0.24 X2- 0.59 X + 0.59 pada keadaan terpolusi hari ke-7 dengan jarak sela 2.5 cm

2 4 6 8 10 12 14 16 18

perubahan tem peratur (°C )

p

(66)

terpolusi ( ).

Dengan menggunakan matlab, diperoleh fungsi Y = -0.0021 X3 + 0.063

(67)

untuk setiap kenaikan temperatur 3°C.Source code untuk memperoleh fungsi di atas ditampilkan pada lampiran B.

Dengan Jarak Sela 2.5 Cm

Dari analisis diperoleh hasil untuk setiap kenaikan suhu 3°C yaitu dari suhu

27°C-45°C dalam keadaan normal,persentasi penurunan tegangan tembus sebesar

2.955%. sedangkan dalam terpolusi hari ke-1 dari suhu 27°C-45°C sebesar

3.072%,dalam kondisi terpolusi hari ke-7 dari suhu 27°C-45°C sebesar 3.059%

dan dalam kondisi terpolusi hari ke-14 dari suhu 27°C-45°C sebesar 3.673%.

(68)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh beberapa kesimpulan

sebagai berikut :

1. Pada Elektroda bola berdiameter 10 cm saat kondisi normal, kenaikan

temperatur menyebabkan penurunan persentase tegangan tembus sebesar

7.56 %, saat kondisi hari pertama setelah terpolusi sebesar 9.03 %, pada

saat hari ke-7 setelah terpolusi sebesar 14.92 %, dan pada saat hari ke-14

setelah terpolusi sebesar 16,17 %.

2. Pada Elektroda bola berdiameter 5 cm saat kondisi normal, kenaikan

temperatur menyebabkan penurunan persentase tegangan tembus sebesar

5.53 %, saat kondisi hari pertama setelah terpolusi sebesar 8.75 %, pada

saat hari ke-7 setelah terpolusi sebesar 12.68 %, dan pada saat hari ke-14

setelah terpolusi sebesar 13,63 %.

3. Fungsi = tidak bisa digunakan pada saat permukaan elektroda bola

tidak rata, tetapi untuk mencari fungsi pendekatan persentase penurunan

tegangan tembus dapat menggunakan mathlab seperti yang tertera pada

lampiran B.

4. Kenaikan temperatur akan mempercepat penurunan tegangan tembus,

(69)

cepat dan saling bertabrakan dan membuat elektron bebas banyak di udara

dan membuat semakin cepat tegangan tembusnya.

5. Tegangan tembus pada permukaan yang rata berbeda dengan permukaan

yang tidak rata dikarenakan medan listrik pada permukaan tidak rata lebih

tinggi dibandingkan permukaan yang tidak rata yang membuat gaya listrik

yang membuat banyak elektron diudara.

5.2 Saran

Untuk penelitian lebih maksimal, perlu dilakukan perbaikan kekurangan

yang terdapat pada penelitian tugas akhir ini. Beberapa saran yang bisa

diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut :

1. Tugas akhir ini dapat dikembangkan dengan menambahkan

lamanya waktu mengukur tegangan tembusnya.

(70)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Elektroda Bola

Pengukuran tegangan tinggi dengan elektroda bola pada kenyataannya

dipengaruhi beberapa hal, salah satunya adalah keadaan udara. Dalam prakteknya,

keadaan udara saat pengujian tidak selalu sama dengan keadaan standar. Oleh

karena itu hasil pengukuran pada keadaan udara sembarang adalah sebagai

berikut:

= δ s

(2.1)

dimana :

= Tegangan sela bola pada saat pengujian (keadaan udara sembarang)

s = Tegangan tembus sela bola standar

δ = faktor koreksi udara

Faktor koreksi udara tergantung kepada suhu dan tekanan udara, besarnya adalah

sebagai berikut :

δ = . (2.2)

dimana :

P = Tekanan (mmHg)

θ = Suhu (°C)

Elektroda bola standar terdiri dari dua elektroda bola yang disusun satu

sumbu dan jarak kedua elektroda dapat diatur. Udara yang mengisolasi kedua

(71)

kondisi standar jika temperaturnya 20°C, tekananan 760 mmHg dan kelembaban

nya mutlak 11 g/m3. Pada kondisi udara standar ini, sela bola akan mengalami

tembus listrik pada suatu nilai tegangan tetap dan sudah diketahui, asalkan medan

elektrik pada sela bola uniform [4].

Pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2, ditunjukkan elektroda bola standar

yang disusun horizontal dan vertikal. Salah satu elektroda dihubungkan ke

terminal tegangan tinggi yang hendak diukur, sedangkan elektroda bola yang lain

ditanahkan. Sebuah resistor disusun seri dengan elektroda bola, agar ketika udara

mengalami tembus listrik, besar arus hubung singkat dapat dibatasi dan osilasi

pada sumber tegangan dapat diredam dengan cepat. Nilai resistor ini 100-1000

kiloOhm pada pengukuran tegangan tinggi ac dan dc, dan tidak lebih dari 500

Ohm pada pengukuran tegangan tinggi impuls.

Syarat-syarat agar medan elektrik pada sela bola uniform adalah

1. Diameter bola sama.

2. Letak kedua elektroda harus satu sumbu.

3. Panjang sela tidak lebih dari setengah diameter bola.

4. Titik percikan elektroda bola bertegangan tinggi harus memiliki

jarak bebas(clearance)[1].

Elektroda bola umumnya terbuat dari bahan tembaga, kuningan atau

alumunium. Permukaannya harus halus dan kelengkungannya seragam (uniform).

Ukuran standar diameter elektroda bola antara lain 2 cm, 10 cm, 50 cm, bahkan

ada yang mencapai 200 cm. Jarak-jarak itu dirancang dan dipilih seperti itu agar

lewat denyar (flashover) terjadi di dekat titik percik. Permukaan bola harus bersih

(72)

S

D

dipertahankan tetap bersih tetapi tidak perlu dipoles. Jika ada lubang yang terjadi

akibat tembus listrik yang berulang-ulang maka elektroda harus dibersihkan.

Untuk memperoleh ketelitian yang tinggi, hal-hal ini diperhatikan :

1. Jarak sela (S) < Diameter (D).

2. Jarak sela > 5 % jari-jari elektroda.

3. Permukaan elektroda tidak boleh berdebu.

4. Elektroda harus licin (jangan dibersihkan dengan pembersih kasar).

5. Jarak benda disekitar elektroda > (0,25 + VBD/ 300) m.

6. Untuk mencegah osilasi saat percikan, sebuah resistor yang

tahanannya > 500 ohm diserikan degan elektroda bola. [4]

Gambar 2.1 Elektroda Bola Susunan Horizontal

Gambar 2.2 Elektroda Bola Susunan Vertikal. S

(73)

2.2 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Elektroda Bola

Distribusi medan listrik pada elektroda bola bisa terjadi pada permukaan yang

rata dan permukaan yang tidak rata. Permukaan rata merupakan permukaan yang

sangat halus dan bentuknya sama sedangkan permukaan yang tidak rata

merupakan permukaan yang mengalami perubahan bentuk karena pengaruh dari

luar seperti benturan, polusi dan lain-lain. Distribusi medan listrik pada

permukaan tidak rata lebih tinggi dibandingkan permukaan yang rata.

2.2.1 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Yang Rata

Distribusi medan listrik pada dua elektroda bola dengan permukaan yang

rata dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini. Pada Gambar 2.3 terlihat bahwa

distribusi medan listrik di setiap titik adalah sama atau uniform. dengan

permukaan yang halus atau sama maka medan listrik disekitar elektroda bola juga

sama, sehingga tidak ada gaya yang mendorong pergerakan elektron terlepas dari

molekulnya.

Gambar 2.3 Distribusi medan listrik diantara dua elektroda bola dengan

permukaan yang rata

2.2.1 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Yang Tidak Rata

Distribusi medan listrik pada dua elektroda bola dengan permukaan yang

(74)

Gambar 2.4 Distribusi medan listrik diantara dua elektroda bola dengan

permukaan yang tidak rata.

Pada Gambar 2.4 terlihat bahwa distribusi medan listrik di setiap titik tidak

serba sama atau non uniform. Ini disebabkan adanya bagian yang runcing di salah

satu atau beberapa titik pada elektroda bola. Sehingga distribusi medan magnet

antara bahagian yang runcing dengan yang rata tidaklah sama. Medan listrik pada

bahagian yang runcing lebih rapat dibandingkan dengan medan listrik pada

bahagian yang rata atau EB > EA. Ini menyebabkan bagian yang runcing

mengalami gaya yang lebih besar dibandingkan dengan bagian yang rata, atau :

a

Ea = Medan elektrik pada elektroda bola a

Eb = Medan elektrik pada elektroda bola b

Fa = Gaya yang timbul pada elektroda bola a

Fb = Gaya yang timbul pada elektroda bola

Selanjutnya, kemungkinan terjadinya polarisasi, ionisasi, dan tembus listrik pada

(75)

2.3 Pengaruh Temperatur Terhadap Tegangan Tembus Udara

Jika temperatur udara mengalami kenaikan, maka molekul-molekul udara

akan bersikulasi dengan kecepatan tinggi sehingga terjadi benturan antar molekul

dengan molekul. Jika temperatur semakin tinggi, maka kecepatan molekul

semakin tinggi. Sehingga benturan antar molekul semakin keras dan dapat

membuat terlepasnya elektron dari molekul netral. Terlepasnya elektron dari

molekul netral menyebabkan banyaknya elektron-elektron bebas diudara.

Banyaknya elektron diudara akan memungkinkan terjadinya tembus listrik pada

udara tersebut.

Gambar 2.6 Peristiwa terlepasnya elektron dari molekul netral akibat

kenaikan temperatur.

2.4 Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Pengukuran Dengan Elektroda

Bola-Bola

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan tembus pada pengukuran

dengan elektroda bola di antaranya adalah:

1. Objek di sekitar elektroda bola,

2. Kondisi dan kelembaban udara,

(76)

4. Polaritas dan kenaikan waktu gelombang tegangan.

Gambar 2.6 menunjukkan bentuk medan listrik yang terbentuk akibat pengaruh

objek di sekitar elektroda bola.

Gambar 2.6 Pengaruh Objek Terhadap Pengukuran Elektroda Bola-Bola

2.5 Korosi

Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Korosi adalah kerusakan atau

degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga

diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara

kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Korosi juga akan membuat bentuk

permukaan suatu logam berubah.

(77)

2.5.1 Faktor yang mempengaruhi Korosi

Korosi pada permukaan suatu logam dapat dipercepat oleh beberapa

faktor, antara lain:

1. Kontak Langsung logam dengan H2O dan O2

2. Kontak dengan Elektrolit

3. Keberadaan Zat Pengotor

4. Temperatur

5. pH

(78)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Udara merupakan isolasi yang banyak digunakan untuk mengisolasi

peralatan tegangan tinggi karena biaya lebih murah. Isolasi digunakan untuk

memisahkan dua atau lebih penghantar listrik yang bertegangan sehingga tidak

terjadi tembus listrik. Namun dalam kenyataan, udara sesungguhnya terdiri dari

molekul yang sebagian kecil di dalamnya terdapat ion dan elektron yang

mengakibatkan udara mengalirkan arus. Kejadian ini bisa dipengaruhi oleh bentuk

permukaan yang disebabkan oleh polutan dan temperatur yang semakin tinggi

menyebabkan molekul memperoleh energi yang dapat mempercepat pergerakan

elektron di udara. Sehingga menurunkan fungsi udara sebagai bahan isolasi, hal

ini ditunjukan oleh terjadinya tegangan tembus pada peralatan listrik. Misalnya

apabila peralatan listrik yang berada di daerah padat industri, kemungkinan akan

terpolusi dan suhu disekitarnya semakin tinggi maka akan lebih cepat terjadi

tegangan tembusnya. Dalam hal ini, fungsi udara sebagai isolasi akan berkurang

sehingga perlu dilakukan pengujian untuk memberikan solusi untuk mengatasinya

atau mengurangi terjadinya tegangan tembus.

Pengujian ini dilakukan pada elektroda bola yang telah terpolusi asam

nitrat dengan lama waktu yang berbeda dan dibandingkan dengan keadaan normal

atau tidak terpolusi dengan masing-masing elektroda bola dinaikkan

temperaturnya setiap 3°C mulai dari suhu 27°C sampai dengan suhu 45°C.

Dari hasil pengujian ini, diketahui pengaruh kenaikan temperatur terhadap

(79)

tegangan tembus yang dihasilkan, maka dapat diketahui seberapa besar

kemampuan udara untuk tetap mengisolasi elektroda bola apabila telah terpolusi

dan suhu udaranya tinggi. Sehingga hasilnya bisa digunakan untuk memberikan

solusi dalam mengurangi tegangan tembusnya apabila hal itu terjadi pada

peralatan listrik.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan

pada Tugas Akhir ini yaitu :

1. Bagaimana pengaruh kenaikan temperatur terhadap penurunan tegangan

tembus udara.

2. Bagaimana pengaruh konduktor yang terpolusi asam terhadap tegangan

tembus udara.

3. Bagaimana pengaruh jangka waktu terhadap tegangan tembus udara

setelah konduktor terpolusi asam.

1.3 BATASAN MASALAH

Adapun yang menjadi batasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah :

1. Penempatan elektroda adalah vertikal.

2. Jarak sela antara elektroda bola bervariasi 1 cm, 1,5 cm, 2 cm, dan 2,5 cm.

3. Besarnya diameter elektroda bola adalah 5 cm dan 10 cm besarnya tetap

untuk berbagai pengukuran.

4. Variasi temperatur dalam ruang uji diatur dengan menggunakan lampu

(80)

5. Isolasi yang digunakan adalah isolasi udara.

6. Tegangan yang diterapkan adalah tegangan AC dengan frekuensi 50 Hz.

7. Pengujian isolator terpolusi dilakukan 1 hari setelah terpolusi, 7 hari

setelah terpolusi, dan 14 hari setelah terpolusi.

8. Pengaruh medan listrik pada pengujian diabaikan.

1.4 TUJUAN PENGUJIAN

Adapun tujuan dari pengujian ini adalah untuk mendapatkan nilai dari

tegangan tembus udara yang diakibatkan oleh kenaikan dari temperatur kondisi

sekitar konduktor pengujian yang disertain dengan polusi asam yang terdapat pada