• Tidak ada hasil yang ditemukan

Memperbaiki Kekuatan Dielektrik Isolasi Minyak Transformator Dengan High Vacuum Oil Purifier

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Memperbaiki Kekuatan Dielektrik Isolasi Minyak Transformator Dengan High Vacuum Oil Purifier"

Copied!
72
0
0

Teks penuh

(1)

MEMPERBAIKI KEKUATAN DIELEKTRIK ISOLASI

MINYAK TRANSFORMATOR DENGAN HIGH

VACUUM OIL PURIFIER

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) Pada

Departemen Teknik Elektro

O l e h Rudy Irwanto NIM : 060402001

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Minyak transformator tenaga berfungsi sebagai media isolasi dan pendingin.

Pada saat minyak transformator ini digunakan kekuatan dielektrik isolasi minyak

akan menurun di sebabkan oleh beberapa hal antara lain terpaan listrik yang

terus-menerus, adanya impurity partiket padat, gelembung gas dan cairan. Minyak yang

memiliki kekuatan dielektrik rendah dapat dilakukan pengembalian kekuatan

dielektrik sesuai dengan standar yaitu 40 kV / 2,5 mm (IEC 156) dengan melakukan

proses Purification / Filter pada minyak. Hasil pengujian menunjukan terjadinya

kenaikan kekuatan dielektrik setelah dilakukan proses Purification / Filter dengan

High Vacuum Oil Purifier. Kenaikan kekuatan dielektrik terendah terjadi setelah

sirkulasi pertama yaitu 1,3 kV / mm sedangkan tertinggi terjadi setelah sirkulasi

keenam yaitu 16,6 kV / mm.

Kata Kunci : Kekuatan Dielektrik, High Vacuum Oil Purifier dan Degradasi Minyak

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat dan

rahmat, serta hidayah-Nya sehingga sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir yang berjudul :

“Memperbaiki Kekuatan Dielektrik Isolasi Minyak Transformator

Dengan High Vacuum Oil Purifier”

Tugas Akhir ini merupakan syarat bagi setiap mahasiswa untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara, Medan. Penulis menyadari dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini

banyak kendala-kendala yang dihadapi, namun atas saran, bimbingan dan bantuan

dari berbagai pihak akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Karena itu penulis

tidak lupa mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Syahrawardi, sebagai pembimbing penulis yang telah banyak

meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelasaikan tugas akhir

ini.

2. Bapak Sarianto dan Abdul Hamid sebagai pembimbing lapangan penulis yang

telah memberikan masukan serta arahan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Bapak Yusuf Nainggolan dan Bapak Suryanto P yang telah memberikan

masukan dan buku menyangkut Tugas Akhir.

3. Ibu Ir. Windalina Syafiar selaku Dosen Wali penulis.

4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Rachmad Fauzi, ST, MT selaku Ketua

dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara.

5. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara.

6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

(4)

7. Ayah dan Ibu yang tercinta, yang senantiasa berdoa untuk keberhasilan penulis

dan yang telah begitu banyak memberikan dukungan moril maupun spirituil

kepada penulis dari kecil hingga saat ini.

8. Kakak Tony Gusprianto sekeluarga, Henky Susanto sekeluarga, Frengky Anto

sekeluarga, Dedy Ariyanto sekeluarga dan si bungsu Putry Guspriani yang telah

banyak memberikan dukungan bagi penulis.

9. Teman istimewa saya Beta Liana Putri Nst yang telah banyak memberi dukungan

serta motivasi.

10. Teman-teman Mahasiswa stambuk 2006 dan khususnya mantan asisten

Laboratorium Dasar Konversi yang senantiasa memberikan semangat.

11. Abang - abang senior dan adik - adik Junior Fakultas Teknik Elektro USU.

12. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah

memberikan kontribusinya kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini jauh dari sempurna. Untuk itu

dengan kerendahan hati penulis mengharapkan saran dan kritik dari setiap pembaca

untuk kesempurnaan tugas akhir ini dan bermanfaat bagi siapapun yang

membacanya. Terima kasih.

Medan, 29 Oktober 2011

Penulis,

RUDY IRWANTO

(5)

DAFTAR ISI

BAB II ISOLASI MINYAK II.1. Umum ... 5

II.5. Persyaratan Umum Minyak Isolasi Pada Peralatan Listrik ... 18

II.6. Penggunaan Minyak Isolasi ... 19

BAB III DEGRADASI MINYAK ISOLASI TRANSFORMATOR TENAGA III.1. Umum ... 22

(6)

III.3. Medan Dielektrik ... 24

III.4. Ionisasi ... 25

III.5. Teori Kegagalan Minyak Isolasi... 27

III.6. Mekanisme Tembus Listrik Dielektrik Cair Murni ... 28

III.7. Mekanisme Kegagalan Minyak Isolasi ... 30

III.8. Faktor – Faktor Penyebab Terjadinya Degradasi Minyak Isolasi ... 32

BAB IV ANALISIS KENAIKAN KEKUATAN DIELEKTRIK ISOLASI MINYAK TRANSFORMATOR

IV.2.2.3. Proses Purification Transformator ... 44

(7)

DAFTAR GAMBAR

HALAMAN

Gambar 3.1. Medan Elektrik Dalam Dielektrik ... 24

Gambar 3.2. Proses Ionisasi ... 25

Gambar 3.3. Proses Ionisasi Benturan ... 26

Gambar 3.4. Muatan Netral dan Elektron Diantara Elektroda ... 28

Gambar 3.5. Elektron Mengalami Gaya (F) Akibat Adanya Medan Listrik 29

Gambar 3.6. Elektron Bebas Bergerak Menuju Anoda dan Ion Positif Bergerak Menuju katoda ... 29

Gambar 3.7. Banjiran Elektron Pada Dielektrik Cair ... 30

Gambar 4.1. Rangkaian Pengujian Tegangan Tembus Minyak ... 38

Gambar 4.2. Pengujian Tegangan Tembus Minyak Dengan Portatest 80A-2 ... 39

Gambar 4.3. Rentang Waktu Sirkulasi ... 42

Gambar 4.4. Diagram Proses Purification / Filter Pada Minyak ... 45

Gambar 4.5. Diagram High Vacuum Oil Purifier ... 47

Gambar 4.6. Kurva Perubahan Kenaikan Kekuatan Dielektrik Minyak Transformator Tiap Sirkulasi ... 58

(8)

DAFTAR TABEL

HALAMAN

Tabel 2.1. Nilai Viskositas Kinematik Berdasarkan Kelas Minyak ... 15

Tabel 2.2. Nilai Flash Point Minimun Berdasarkan Kelas Minyak ... 15

Tabel 2.3. Nilai Pour Point Minimun Berdasarkan Kelas Minyak ... 16

Tabel 4.1. Jenis – Jenis Motor Pada High Vacuum Oil Purifier... 35

Tabel 4.2. Nilai Tegangan Tembus Sebelum di Purification ... 48

Tabel 4.3. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Pertama ... 48

Tabel 4.4. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Kedua ... 49

Tabel 4.5. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Ketiga ... 49

Tabel 4.6. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Keempat ... 50

Tabel 4.7. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Kelima ... 50

Tabel 4.8. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Keenam ... 51

Tabel 4.9. Nilai Faktor Efisiensi Medan (

η

) Untuk Berbagai Susunan Elektroda ... 52

Tabel 4.10. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik Sebelum di Purification ... 54

Tabel 4.11. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik Setelah Sirkulasi Pertama ... 54

Tabel 4.12. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik Setelah Sirkulasi Kedua ... 55

(9)

Setelah Sirkulasi Ketiga ... 55

Tabel 4.14. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik

Setelah Sirkulasi Keempat ... 56

Tabel 4.15. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik

Setelah Sirkulasi Kelima ... 56

Tabel 4.16. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik

(10)

ABSTRAK

Minyak transformator tenaga berfungsi sebagai media isolasi dan pendingin.

Pada saat minyak transformator ini digunakan kekuatan dielektrik isolasi minyak

akan menurun di sebabkan oleh beberapa hal antara lain terpaan listrik yang

terus-menerus, adanya impurity partiket padat, gelembung gas dan cairan. Minyak yang

memiliki kekuatan dielektrik rendah dapat dilakukan pengembalian kekuatan

dielektrik sesuai dengan standar yaitu 40 kV / 2,5 mm (IEC 156) dengan melakukan

proses Purification / Filter pada minyak. Hasil pengujian menunjukan terjadinya

kenaikan kekuatan dielektrik setelah dilakukan proses Purification / Filter dengan

High Vacuum Oil Purifier. Kenaikan kekuatan dielektrik terendah terjadi setelah

sirkulasi pertama yaitu 1,3 kV / mm sedangkan tertinggi terjadi setelah sirkulasi

keenam yaitu 16,6 kV / mm.

Kata Kunci : Kekuatan Dielektrik, High Vacuum Oil Purifier dan Degradasi Minyak

(11)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Pada transformator tenaga dengan kapasitas yang besar, kumparan dan inti

transformator direndam dalam minyak isolasi transformator. Minyak sebagai salah

satu bagian dari sistem isolasi juga perlu dipelihara, dijaga kemurniannya dan harus

diperiksa kualitasnya agar dapat berfungsi dengan baik. Minyak yang digunakan lama

kelamaan akan mengalami penurunan tingkat isolasinya, hal itu dapat disebabkan

beberapa hal diantaranya berupa endapan partikel padat, uap air dan gelembung

gas.[12]

Salah satu syarat minyak sebagai isolasi adalah mempunyai kekuatan

dielektrik (dielectric strenght) yang tinggi atau sesuai standar yang diizinkan.

Kekuatan dielektrik (dielectric strenght) yang tinggi merupakan dasar penulisan

Tugas Akhir ini. Untuk mengembalikan kekuatan dielektrik agar memenuhi syarat

sebagai minyak isolasi dilakukan Purification / Filter dengan High Vacuum Oil

Purifier.

I.2. Tujuan Dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki kenaikan kekuatan dielektrik

(12)

High Vacuum Oil Purifier hingga isolasi minyak tersebut dapat mencapai kekuatan

dielektrik berdasarkan standar ≥ 40 kV / 2.5 mm (IEC 156).

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah memberikan

informasi kenaikan kekuatan dielektrik minyak transformator setiap tahap dari proses

Purification / Filter menggunakan High Vacuum Oil Purifier, serta memberi

informasi pada mahasiswa tentang proses memperbaiki kekuatan dielektrik minyak

transformator menggunakan alat High Vacuum Oil Purifier.

I.3. Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal, maka penulis perlu

membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir

ini adalah :

1. Sampel Uji yang digunakan adalah isolasi minyak transformator yang biasa

digunakan PT PLN (Persero).

2. Hanya membahas secara sederhana tentang proses Purification / Filter dengan

menggunakan High Vacuum Oil Purifier tidak dengan hasil laboratorium.

3. Proses Purification / Filter dilakukan sebagaimana PT PLN (Persero)

melaksanakan.

4. Tidak membahas tentang proses Reklamasi pada minyak.

5. Pengujian tidak melibatkan tes DGA (Disolved Gas Analysis) tetapi hanya untuk

pengujian tegangan tembus.

(13)

I.4. Metode Penulisan

Metode yang digunakan penulis dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Studi literatur

Yaitu dengan mempelajari buku referensi, manual book, artikel dan bahan

kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas akhir ini.

2. Studi Bimbingan

Yaitu dengan melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing tugas akhir,

mentor – mentor dilapangan dan juga senior serta teman – teman.

3. Pengumpulan data secara langsung

Data yang didapat dalam penulisan tugas akhir ini diambil dari hasil tes uji

tegangan tembus dengan menggunakan alat Portatest 80A-2 setelah minyak di

Purification / Filtrasi oleh PT PLN (Persero).

I.5. Sistematika Penulisan

Tugas Akhir ini disusun berdasarkan sistematika pembahasan sebagai berikut

:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang

masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode

penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II : ISOLASI MINYAK

Bab ini menjelaskan tentang bahan dasar minyak transformator, jenis –

(14)

minyak isolasi digunakan pada peralatan listrik, dan penggunaan

minyak isolasi

BAB III : DEGRADASI MINYAK ISOLASI TRANSFORMATOR TENAGA

Bab ini menjelaskan kekuatan dielektrik minyak isolasi, medan

dielektrik, ionisasi, teori kegagalan minyak isolasi, mekanisme tembus

listrik dielektrik cair murni, mekanisme kegagalan minyak isolasi, dan

faktor – faktor penyebab terjadinya degradasi pada minyak isolasi.

BAB IV : ANALISIS DATA

Bab ini berisi tentang peralatan yang digunakan, prosedur dan

rangkaian pengujian, data hasil pengujian, serta analisis data hasil

pengujian.

BAB V : PENUTUP

Bagian ini berisikan kesimpulan dan saran dari penulisan Tugas Akhir

(15)

BAB II

ISOLASI MINYAK

II.1. Umum

Didalam transformator ada dua bagian yang secara aktif membangkitkan

panas yaitu kumparan (tembaga) dan inti (besi). Jika panas itu tidak diberi pendingin

akan menyebabkan kumparan dan inti itu mencapai suhu yang terlalu tinggi, sehingga

bahan isolasi yang ada pada kumparan (kertas isolasi) akan menjadi rusak. Untuk

menghindari kerusakan tersebut maka dimasukan minyak isolasi.

Ada beberapa alasan mengapa isolasi cair digunakan, antara lain :

1. Isolasi cair memiliki kerapatan 1000 kali atau lebih dibandingkan dengan

isolasi gas (nitrogen dan udara tidak termasuk gas Sf6), sehingga memiliki

kekuatan dielektrik yang lebih tinggi menurut hukum Paschen.

2. Isolasi cair akan mengisi celah atau ruang yang akan diisolasi dan secara

serentak melalui proses konversi menghilangkan panas yang timbul.

3. Ketiga isolasi cair cenderung dapat memperbaiki diri sendiri (self healing)

jika terjadi pelepasan muatan (discharge).[1]

II.2. Bahan Dasar Minyak Transformator

Bahan dasar pembuatan minyak transformator adalah minyak mentah (crude

oil). Namun pabrik – pabrik pembuat minyak transformator menambah zat – zat

(16)

Pada umumnya minyak transformator tersusun atas senyawa-senyawa

hidrokarbon dan non hidrokarbon.

II.2.1. Senyawa Hidrokarbon

Senyawa hidrokarbon adalah senyawa kimia yang terdiri dari unsur-unsur

hidrogen dan karbon. Senyawa hidrokarbon yang merupakan bagian terbesar dari

minyak dapat dibagi atas tiga kelompok besar yaitu senyawa parafin, senyawa

naphtena, dan senyawa aromatik.[2]

1. Senyawa parafin

Parafin adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang mempunyai rantai karbon

lurus atau bercabang, yang dalam kimia organik dikenal sebagai senyawa dengan

rantai terbuka atau senyawa alifatis.

2. Senyawa Naphtena

Senyawa naphtena digolongkan sebagai senyawa hidrokarbon yang

mempunyai rantai tertutup atau struktur berbentuk cincin. Senyawa ini dikenal pula

sebagai senyawa alisiklis. Masing-masing cincin dapat berisi lima atau enam atom

karbon. Senyawa naphtena dapat berupa monosiklik, disiklik, dan seterusnya

tergantung pada jumlah cincin yang dimilikinya. Pada masing-masing cincin dapat

pula terhubung.

3. Senyawa Aromatik

Senyawa ini memiliki satu atau lebih cincin aromatik yang dapat bergabung

(17)

oksidasi (inhibitor) dan penjaga kestabilan, tetapi jika jumlahnya terlalu banyak akan

bersifat merugikan yaitu berkurangnya kekuatan dielektrik, serta berkurangnya sifat

pelarutan minyak terhadap isolasi padat di dalamnya.

Ketiga hidrokarbon diatas memiliki fungsi yang berbeda pada minyak mentah.

Minyak isolasi transformator merupakan minyak mineral yang antara ketiga jenis

minyak dasar tersebut tidak boleh dilakukan pencampuran karena memiliki sifat fisik

maupun kimia yang berbeda.

II.2.2. Senyawa Non Hidrokarbon

Unsur pokok nonhidrokarbon yang terdapat dalam minyak transformator

adalah substansi asphalt / tar, senyawa organik yang mengandung belerang dan

nitrogen, asam naphtena, ester, alkohol dan senyawa organometalik.

1. Ter

Selama Proses Pemurnian minyak trafo, sebagian besar ter dihilangkan. Pada

minyak hasil pemurnian ini hanya terdapat ter dengan konsentrasi rendah yaitu antara

2 – 2.5% berat. Walaupun jumlahnya sangat sedikit, beberapa jenis senyawa ini

mempunyai pengaruh pada sifat kerja minyak transformator. Senyawa ini

memberikan warna yang khas pada minyak, beberapa diantaranya memiliki efek

sebagai penghambat. Ter juga mempercepat proses oksidasi. Ter diklasifikasikan

sebagai berikut :

a. Ter netral, senyawa yang larut dalam minyak eter yang berwujud cair atau

(18)

b. Asphaltena, substansi padat yang tidak larut dalam minyak eter tetapi larut

dalam benzena, senyawa benzena seri, kloroform dan karbon disulfida.

Bermassa jenis lebih besar dari satu.

c. Karbena, substansi yang tidak larut dalam pelarut konvensional tetapi dapat

larut sebagian dalam pridin dan karbon disulfida.

2. Senyawa Sulfur (belerang)

Senyawa sulfur selalu terdapat pada semua minyak mentah, jumlahnya

bervariasi mulai lebih kecil dari 1% sampai dengan 20% berat. Senyawa ini

mempunyai pengaruh pada sifat-sifat minyak dan turut menentukan proses yang

diperlukan untuk mengolah minyak. Bagian dari hasil penyulingan minyak yang

mempunyai titik didih rendah hampir semua senyawa sulfur terdapat didalamnya,

tetapi untuk hasil penyulingan yang mempunyai titik didih di atas 200 ºC kebanyakan

mengandung senyawa sulfur dengan struktur siklis. Beberapa kelompok besar

senyawa sulfur yang terdapat dalam minyak adalah :

a. Mercaptan (tiol), senyawa ini mempunyai rumus kimia RSH, dimana R besar

adalah radikal parafin dengan rantai lurus atau bercabang atau, radikal

hidrokarbon siklik (aromatik atau alisiklik).

b. Sulfida (thiaalkana), senyawa ini mempunyai rumus kimia RSR1, dimana R

dan R1 adalah radikal hidrokarbon.

c. Disulfida (bithiaalkana), dengan rumus kimia RSSR.

d. Thiopena, struktur dasar dari senyawa ini adalah struktur cincin dengan lima

(19)

Beberapa senyawa belerang yang terdapat di dalam minyak rafo bersifat

kororsif dan tidak stabil. Oleh karena itu dalam proses destilasi minyak diusahakan

untuk menghilangkann atau menekan jumlah senyawa belerang agar pengkorosian

tembaga (yang berhubungan langsung dengan minyak transformator) dapat dicegah

atau dikurangi.

3. Senyawa Nitrogen

Jumlah senyawa nitrogen yang terkandung dalam minyak cukup kecil, paling

tinggi 0.8%. Walaupun senyawa ini sangat sedikit terdapat dalam minyak, senyawa

ini memegang peranan yang sangat penting pada proses oksidasi yang bersifat katalis

sehingga kehadirannya tidak diharapkan.

4. Asam Naphtena dan beberapa senyawa yang mengandung oksigen

Asam naphtena juga terdapat dalam minyak bumi dalam jumlah yang cukup

besar. Sebagian besar diantaranya terbuang selama proses pemurnian minyak

sehingga jumlahnya tinggal sedikit sekali sekitar 0.02%. Disamping asam-asam

naphtena, minyak juga mengandung asam-asam dari senyawa alifatik dan aromatik

dalam jumlah yang kecil sekali, selain itu masih terdapat pula senyawa ester, alkohol,

keton, peroksida.

5. Senyawa yang mengandung logam

Minyak trafo selalu mengandung garam-garam dari asam organik dan

(20)

aluminium, titanium, kalsium, molibdenum, timah, magnesium, krom dan perak

walaupun dalam jumlah yang sangat sedikit.[14]

II.3. Jenis – Jenis Minyak Isolasi

Minyak isolasi terdiri dari beberapa jenis baik dari segi pembuatan maupun

dari segi bahannya. Pembagian jenis isolasi ditentukan berdasarkan bahan dan cara

pembuatannya.Saat ini minyak isolasi yang sering digunakan adalah :

- Minyak isolasi mineral

- Minyak isolasi sintetis [3] II.3.1. Minyak Isolasi Mineral

Minyak isolasi mineral adalah minyak isolasi yang bahan dasarnya berasal

dari minyak bumi yang diproses dengan cara destilasi. Minyak isolasi hasil destilasi

ini harus mengalami beberapa proses lagi agar diperoleh tahanan isolasi yang tinggi,

stabilitas panas yang baik, mempunyai karakteristik panas yang stabil, dan memenuhi

syarat – syarat teknis yang lain.

Minyak isolasi mineral banyak digunakan pada transformator daya, kabel,

pemutus daya (CB), dan kapasitor. Dalam hal ini minyak isolasi dapat berfungsi

sebagai bahan dielektrik, bahan pendingin, dan pemadam busur api.

II.3.2. Minyak Isolasi Sintetis

Penggunaan minyak isolasi mineral masih memiliki keterbatasan karena

(21)

serta sifat kimianya yang dapat berubah akibat kenaikkan temperatur yang terjadi

ketika memadamkan busur api saat peralatan beroperasi. Penggunaan minyak isolasi

sintetis untuk masa akan yang datang diharapkan mampu menutupi keterbatasan –

keterbatasan minyak isolasi mineral. Oleh sebab itu saat ini banyak dikembangkan

penelitian – penelitian tentang kemungkinan pemakaian dari beberapa jenis minyak

isolasi sintetis pada peralatan tegangan tinggi.

Minyak isolasi sintetis adalah minyak isolasi yang diolah dengan proses kimia

untuk mendapatkan karakteristik yang lebih baik. Sifat – sifat penting dari minyak

isolasi sintetis bila dibandingkan dengan minyak isolasi mineral adalah :

1. Kekuatan dielektriknya diatas 40 kV.

2. Harganya murah, sukar terbakar, dan tidak mengendap.

3. Berat jenisnya adalah 1,56 dan jika dicampur dengan air, minyak isolasi

berada di bawah permukaan air sehingga mempermudah dalam proses

pemurnian dan pemisahan kadar air dalam minyak.

4. Mempunyai daya hantar panas yang sama dengan minyak isolasi mineral.

5. Pada kondisi pemakaian yang sama dengan minyak mineral, uap lembab

akan menyebabkan oksidasi yang berlebih serta penurunan kekuatan

dielektrik lebih cepat pada minyak sintetis bila dibandingkan dengan minyak

mineral akan tetapi karena umurnya lebih panjang dan sifat pendinginnya

lebih baik, maka pada beberapa pemakaian minyak isolasi sintetis banyak

(22)

Berikut adalah jenis – jenis minyak isolasi sintetis :

1. Askeral

Askeral adalah minyak isolasi sintetis yang tidak mudah terbakar apabila

terjadi percikan api dan tidak menghasilkan gas yang mudah terbakar. Salah satu

jenis askeral yang banyak digunakan adalah dari jenis chlorinated hidrokarbon.

Chlorinated hidrokarbon adalah hasil senyawa dari hidrokarbon seperti benzene

(C6H6) dan diphenyl (C6H5 - C6H5) dengan atom clor (Cl) pada suhu tinggi sehingga

sebagian atom hidrogen diganti oleh clor.

Kelebihan – kelebihan dari minyak askeral adalah :

- Mempunyai kekuatan dielektrik yang lebih tinggi

- Mempunyai sifat thermal, sifat kimia, dan sifat listrik yang stabil

Tetapi disamping itu minyak askeral memiliki kelemahan yaitu apabila terjadi

percikan api dapat menghasilkan asam klorida (HCL) yang bersifat korosif pada

logam.

2. Silikon Cair ( Silicon Liquids )

Minyak isolasi silikon cair adalah campuran dari atom silikon (Si) dan

oksigen (O2) dengan bahan organic seperti methyl dan penhyl. Minyak isolasi silikon

sebagai bahan isolasi cair mempunyai ketahanan yang baik terhadap temperatur yang

tinggi yaitu sekitar 200 ºC, mempunyai permitifitas yang rendah (2,20-2,27) dan juga

tahan terhadap tegangan dengan frekuensi yang tinggi sampai 1 MHz. Oleh karena

(23)

transformator radio. Silikon cair juga digunakan untuk isolator keramik dengan

tujuan memperbesar tahanan permukaan isolator.

Kekurangan dari isolator cair adalah menghasilkan gas yang banyak apabila

terjadi percikan api yang akan menurunkan kekuatan dielektriknya. Selain itu minyak

isolasi ini relatif mahal sehingga jarang digunakan pada transformator tenaga yang

besar.

3. Flourinasi Cair ( Flourinated Liquids)

Flourinasi cair adalah jenis minyak isolasi yang bahan dasarnya adalah

senyawa organik yang sebagian atom karbonnya telah diganti dengan atom flour (F).

Dalam beberapa tahun ini telah dikembangkan beberapa senyawa flour organik,

diantaranya adalah (C4H9)3N dan (C4F9)2O. Cairan ini mempunyai sifat kimia yang

sangat stabil dan dapat digunakan secara kontiunitas pada suhu 200 ºC bahkan lebih.

Secara umum karakteristik listrik dari flourinasi cair adalah :

• Tg δ tidak lebih dari 0,0005

• Resistivitas berkisar antara 1014 - 1017 Ω.cm

• Konstanta dielektrik 1,77 – 1,86

Cairan flour organik mempunyai transfer panas yang lebih baik dari minyak isolasi

tambang dan juga dari minyak isolasi silikon. Penggunaan minyak isolasi ini adalah

pada peralatan elektronika dan transformator elektronik.

Kekurangan dari minyak isolasi ini adalah penurunan sifat – sifat

(24)

menguap. Minyak fluorinated mempunyai harga yang relatif lebih mahal

dibandingkan dengan minyak mineral.

4. Ester Sintetis

Jenis minyak ini adalah minyak isolasi cair yang diolah sedemikian rupa dari

minyak paraffin untuk mendapatkan karakteristik elektrik yang lebih baik. Sehingga

didapatkan sifat – sifat seperti dibawah ini :

• Mempunyai sifat thermal yang lebih stabil

• Tidak mudah terbakar

• Dapat digunakan diatas suhu 300 ºC

Ester yang digunakan dalam kelistrikan adalah terbuat dari proses kimia yang

lebih bersih seperti pentaerythrinol dan asam heptanoik. Hasil dari esterifikasi adalah

minyak putih yang mempunyai struktur molekul yang simetris dan terbebas dari

kandungan ionik, sehingga mempunyai karakteristik listrik yang lebih baik.

II.4. Syarat – Syarat Minyak Isolasi

Menurut SPLN 49 – 91 : 1982 minyak isolasi harus memiliki beberapa

syarat[7-8], yaitu :

1. Kejernihan (Appearance)

Minyak tidak boleh mengadung suspensi atau endapan (sedimen).

2. Massa Jenis (Density)

(25)

3. Viskositas Kinematik (Kinematic Viscosity)

Viskositas atau biasa disebut kekentalan sangat penting pada isolasi cair. Hal

ini dikarenakan viskositas berpengaruh pada kemurnian isolasi cair (banyaknya

kontaminan partikel padat) dan pendinginan suatu peralatan listrik. Isolasi cair yang

baik haruslah mempunyai viskositas yang rendah sehingga kemungkinan isolasi cair

terkontaminasi akan kecil. Selain itu jika viskositas isolasi cair rendah, proses

sirkulasi isolasi cair pada peralatan listrik akan berlangsung dengan baik sehingga

akhirnya pendinginan inti dan belitan transformator dapat berlangsung dengan

sempurna. Viskositas juga memegang peranan dalam menentukan kelas minyak.

Viskositas Kinematik tidak boleh melebihi batas yang ditunjukan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Nilai Viskositas Kinematik Berdasarkan Kelas Minyak

4. Titik Nyala (Flash Point)

Titik nyala juga tergantung dari kelas minyaknya, berikut nilai titik nyala dapat

dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.2. Nilai Flash Point Minimun Berdasarkan Kelas Minyak

Kelas Minyak Flash Point Minimum

Kelas I 140 oC

Kelas II 130 oC

Suhu

Kelas

Minyak Kelas I Kelas II

(26)

5. Titik Tuang (Pour Point)

Minyak dengan titik tuang yang rendah akan berhenti mengalir pada suhu

yang rendah. Titik tuang digunakan untuk mengidentifikasi dan menentukan jenis

peralatan yang akan menggunakan minyak isolasi. Titik tuang juga bergantung pada

kelas minyaknya, hal ini dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 2.3. Nilai Pour Point Minimun Berdasarkan Kelas Minyak

Kelas Minyak Pour Point Maksimum

Kelas I -30 oC

Kelas II -45 oC

6. Tegangan Tembus (Breakdown Voltage)

Tegangan tembus yang terlalu rendah menunjukan adanya kontaminasi berupa

air, kotoran, atau partikel konduktif dalam minyak. Nilai tegangan tembus pada

minyak baru minimal 30 kV sebelum mengalami perawatan dan 50 kV setelah

perawatan dengan jarak sela 2,5 mm.

7. Kandungan Air (Water Content)

Adanya air dalam minyak isolasi akan menurunkan tegangan tembus dan

tahanan jenis minyak isolasi dan juga adanya air akan mempercepat kerusakan kertas

pengisolasi (insulating paper).

8. Angka kenetralan

Angka kenetralan merupakan harga yang menunjukan penyusun asam minyak

(27)

perubahan kimia atau cacat atau indikasi perubahan kimia dalam bahan tambahan

(additive). Angka kenetralan dapat dipakai sebagai petunjuk untuk menentukan

apakah minyak sudah harus diganti atau diolah. Angka kenetralan tidak boleh

melebihi dari 0,03 mg KOH/gr.

9. Faktor Kebocoran Dielektrik (Dielektrik Dissipation Factor)

Harga yang tinggi dari factor ini menunjukan adanya kontaminasi atau hasil

kerusakan (deterioration product), misalnya air, hasil oksidasi, logam alkali, koloid

bermuatan dan sebagainya. Nilai maksimal untuk faktor kebocoran dielektrik adalah

0,05%.

10.Korosi Belerang (Korosive Sulphur)

Pengujian ini menunjukan adanya kemungkinan korosi yang dihasilkan dari

adanya belerang yang tidak stabil dalam minyak isolasi.

11.Tahanan Jenis (Resistivity)

Tahanan jenis yang rendah menunjukan terjadinya kontaminasi yang bersifat

konduktif (konductive contaminants).

12.Tegangan Permukaan (Interfacial Tension = Dyne / cm)

Adanya kontaminasi zat yang terlarut dan gas bebas (soluble contamination)

atau hasil – hasil kerusakan minyak umumnya menurunkan nilai tegangan

permukaan. Penurunan tegangan permukaan juga menurunkan indikator yang peka

bagi awal kerusakan minyak.

13.Kandungan Gas

Adanya gas terlarut dan gas bebas dalam minyak isolasi dapat digunakan

(28)

hydrogen (H2), metana (CH4), etana (C2H6), etilen (C2H4), dan asetilin (C2H2)

menunjukan terjadinya dekomposisi minyak isolasi pada kondisi operasi, sedangkan

adanya karbon dioksida (CO2) dan karbon monoksida menunjukan kerusakan pada

beban isolasi.

14.Ketahanan Oksidasi (Oxidation Stability)

Nilai setelah mengalami oksidasi adalah :

- Angka kenetralan tidak lebih dari 0,4 mg KOH/gr

- Kotoran tidak lebih dari 0,1% dari beratnya.

II.5. Persyaratan Umum Minyak Isolasi Pada Peralatan Listrik

Persyaratan umum minyak isolasi dapat ditemukan pada beberapa standar.

Salah satu diantaranya dapat dilihat pada standar JIS 2320. Menurut JIS 2320,

tegangan tembus minyak isolasi adalah 30 kV dengan sela bola 0.25 cm sehingga

kekuatan dielektrik minyak isolasi tersebut adalah 30/0.25 kV/cm yaitu 120 kV/cm.[3] Adapun syarat – syarat yang harus dipenuhi minyak isolasi tersebut adalah :

• Kekuatan dielektrik pada suhu 20ºC

• Permitifitas relative 2,2 – 2,3

• Tg δ (50 Hz) = 0.001 dan pada 1 kHz = 0,0005

• Resistifitas (em) = 1012 - 1043

• Kandungan air maksimum yang diizinkan = 50 ppm

• Spesifikasi grafitasi pada suhu 20ºC = 0,89

(29)

II.6. Penggunaan Minyak Isolasi

Minyak isolasi secara umum digunakan pada peralatan tegangan tinggi yaitu

sebagai bahan dielektrik, bahan pendingin, dan bahan pemadam busur api. Berikut

akan diuraikan penggunaan minyak isolasi pada peralatan – peralatan tegangan tinggi

antara lain[3] :

1. Transformator Tenaga

Penggunaan tranformator daya dalam sistem tenaga listrik memungkinkan

terpilihnya tegangan yang sesuai dengan kebutuhan dan ekonomis untuk tingkat-

tingkat keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya

listrik jarak jauh. Transformator tenaga adalah suatu peralatan yang dirancang untuk

mampu menahan tegangan lebih, baik surja petir maupun surja hubung. Isolasi

transformator tenaga harus sanggup menahan tegangan lebih impuls yang datang

dalam waktu yang lama. Transformator memerlukan minyak isolasi sebagai bahan

pengisolasi bagian – bagian dari transformator, seperti isolasi antar belitan, belitan

dengan inti dan belitan dengan body atau dinding transformator tenaga. Saat ini pada

transformator kapasitas besar dilengkapi dengan sirip – sirip radiator yang membantu

untuk mendinginkan suhu transformator ketika suhu naik. Pada saat minyak

bersirkulasi, panas yang berasal dari belitan akan dibawa oleh minyak sesuai jalur

sirkulasinya dan akan didinginkan pada sirip – sirip radiator. Adapun proses

pendinginan ini dapat dibantu oleh adanya kipas dan pompa sirkulasi guna

(30)

2. Kapasitor Daya

Kapasitas daya banyak digunakan pada peralatan – peralatan tenaga listrik,

baik yang berfungsi sebagai perbaikan factor daya (Cos φ) pada sistem distribusi

tenaga listrik maupun pengaturan tegangan tinggi pada sistem transmisi daya.

Pemasangan kapasitor pada sistem tegangan listrik menimbulkan daya reaktif untuk

memperbaiki faktor daya dan tegangan karena menambah kapasitansi sistem dan

mengurangi rugi – rugi daya dan tegangan pada jaringan yang jauh.

Penggunaan minyak isolasi pada kapasitor berfungsi sebagai bahan dielektrik,

sebagai pendingin, dan sebagai pencegah terjadinya rongga udara di antara elektroda

kapasitor. Sifat – sifat yang harus dimiliki minyak isolasi pada suatu kapasitor adalah

faktor daya dielektrik ( Tg δ) yang rendah, viskositas yang rendah dan sifat penyalaan

yang rendah.

3. Kabel Daya

Selama beroperasi terus –menerus isolasi akan mengalami kenaikan suhu

dalam waktu yang lama. Sehingga perlu adanya isolasi yang cukup baik untuk

menahan penuaan pada suhu yang cukup tinggi. Penggunaan minyak isolasi pada

kabel daya adalah sebagai bahan isolasi antara perisai konduktornya dengan isolasi

terluarnya. Minyak isolasi juga berfungsi sebagai bahan pendingin pada kabel daya.

Sifat – sifat yang harus dimiliki isolasi pada kabel daya adalah mampu

menahan paparan sinar matahari yang lama, bahan – bahan kimia, viskositas minyak

isolasi harus sangat rendah, tahanan isolasi tinggi, koefisien muai yang rendah, dan

(31)

4. Pemutus Tenaga ( Circuit Breaker)

Jenis pemutus tenaga yang biasa dipakai pada system tenaga listrik adalah

dengan media pemadam busur api udara, minyak, vacuum, dan Sf6. Pemadaman

busur api saat bekerjanya pemutus tenaga sangat penting sekali, karena busur api

tersebut dapat merusak peralatan maupun pemutus tenaga itu sendiri. Minyak pada

pemutus tenaga berfungsi sebagai pemadam busur api tersebut. Sifat – sifat yang

harus dimiliki minyak isolasi pada peralatan pemutus tenaga adalah sifat penyalaan

yang rendah dan tidak menimbulkan perkaratan pada peralatan. Namun saat ini

pemutus tenaga dengan media minyak sebagai pemadam busur api pada peralatan

pemutus tenaga sudah jarang dipakai karena masalah pemeliharaan berupa

penggantian minyak yang harus dilakukan setiap terjadinya lepas masuk pemutus

(32)

BAB III

DEGRADASI MINYAK ISOLASI TRANSFORMATOR TENAGA

I.1. Umum

Seperti telah disebutkan sebelumnya, dielektrik cair adalah yang paling umum

digunakan untuk isolasi transformator pada tegangan tinggi. Cairan ini hampir tak

berwarna terdiri dari campuran hidrokarbon yang meliputi paraffin, napthen atau

aromatik. Selain itu isolasi cair memiliki kelebihan diantara isolasi lain untuk

mengisolasi bagian dari transformator tenaga. Akan tetapi disamping itu isolasi cair

juga memiliki kelemahan yaitu mudah terkontaminasi. Ketika di operasikan cairan

dalam sebuah transformator akan mengalami pemanasan pada suhu tinggi sekitar

95ºC dalam waktu lama dan konsekuensinya minyak mengalami proses penuaan

bertahap. Selain itu dalam jangka waktu yang lama minyak menjadi lebih gelap

akibat pembentukan asam dan resin, atau lumpur di dalam minyak. Beberapa asam

korosif terhadap bahan isolasi padat dan bagian logam dalam transformator.

Timbunan lumpur pada inti transformator, kumparan dan di dalam saluran minyak

mengurangi sirkulasi minyak dan panas sehingga kemampuan transfer sangat

berkurang. Selain itu faktor paling penting yang mempengaruhi kekuatan listrik

minyak isolasi adalah air dalam bentuk tetesan halus dalam minyak. Kehadiran

0,01% air di minyak transformator mengurangi kekuatan dielektrik untuk 20% dari

(33)

III.2. Kekuatan Dielektrik Minyak Isolasi

Sifat – sifat listrik dari minyak isolasi yang perlu diketahui adalah, dielektrik,

konduktansi, rugi – rugi dielektrik, tahanan isolasi, dan pelepasan muatan sebagian.

Sifat – sifat listrik dari minyak isolasi yang akan diuraikan pada tulisan ini adalah

kekuatan dielektrik minyak isolasi.

Kekuatan dielektrik minyak isolasi adalah kuat medan maksimum (medan

listrik) yang dapat dipikul oleh minyak isolasi tersebut. Peristiwa kegagalan minyak

isolasi melaksanakan fungsinya sebagai bahan dielektrik disebut tembus listrik

(breakdown).

Peristiwa tembus listrik ini terjadi bila kuat medan listrik yang dipikul

melebihi kekuatan dielektriknya. Breakdown terjadi jika :

ED > EC

Dimana : ED = kuat medan yang dipikul isolator

EC = kekuatan dielektrik isolator

Pemanasan atau kenaikan temperature minyak isolasi, terjadi bila panas yang

timbul lebih besar dari panas yang didisipasikannya, maka temperatur minyak isolasi

akan naik. Apabila hal ini berlangsung terus menerus, maka dapat mengakibatkan

struktur kimia minyak isolasi tersebut berubah. Dengan berubahnya struktur kimia

minyak isolasi tersebut, kekuatan dielektrik minyak isolasi juga akan berubah, jadi

kekuatan dielektrik minyak isolasi tergantung pada kenaikan suhu dielektriknya, oleh

karena itu sangat penting dilakukan pengujian secara teratur tentang kekuatan

dielektrik minyak isolasi untuk menghindarkan kegagalan suatu bahan dielektrik

(34)

E

III.3. Medan Dielektrik

Suatu dielektrik tidak mempunyai elektron – elektron bebas, melainkan

elektron – elektron terikat pada inti atom unsur yang membentuk dielektrik tersebut.

Pada gambar dibawah ditujukkan suatu bahan dielektrik yang ditempatkan di dua

elektroda piring sejajar. Bila elektroda diberi tegangan searah V, maka timbul medan

elektrik (E) di dalam dielektrik. Medan elektrik ini memberikan gaya pada elektron –

elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas. Dengan kata lain,

medan elektrik merupakan suatu bahan yang menekan dielektrik agar berubah

menjadi konduktor.

Beban yang dipikul dielektrik ini disebut juga terpaan medan elektrik, setiap

dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan elektrik. Jika terpaan

elektrik yang dipikulnya melebihi batas tersebut dan terpaan berlangsung cukup lama.

Maka isolator akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai

isolator. Dalam hal ini dielektrik tersebut tembus listrik atau mengalami

-

Elektroda

Elektroda Dielektrik

V

+

E

(35)

Terpaan listrik yang tertinggi yang dapat dipikul suatu dielektrik tampa

menimbulkan dielektrik tersebut tembus listrik disebut kekuatan dielektrik. Jika suatu

dielektrik memiliki kekuatan dielektrik Ek, maka terpaan elektrik yang dapat

dipikulnya adalah < Ek.

Pada penerapan tegangan kekuatan dielektrik didefinisikan sebagai gradient

potensial dalam volt/cm yang merupakan perbandingan tegangan yang menyebabkan

kerusakan atau kegagalan pada dielektrik V dengan tebal isolasi d yang memisahkan

antara elektroda dapat dilihat pada persamaan berikut ini [6] :

(

kV cm

)

d V

E= / ...(3-1)

Dimana :

E = Kuat medan listrik yang dapat ditahan oleh material isolasi

V = Tegangan maksimumyang tercatat pada alat ukur

d = Tebal isolasi

III.4. Ionisasi

Ionisasi adalah peristiwa terlepasnya elektron dari ikatan molekul netral (atom

netral) sehingga menghasilkan satu elektron bebas dan ion positif, seperti yang

ditunjukan pada gambar dibawah ini :

+

(36)

Jika dilihat dari penyebabnya, inonisasi dibagi menjadi :

1. Ionisasi benturan

Jika ada suatu muatan (eb) yang bergerak dengan kecepatan kinetis sebesar

MV2 membentur suatu atom yang elektronnya (ea) mempunyai energi ikat terhadap

intinya sebesar Wie, apabila Energi kinetis eb lebih besar daripada energi ikat ea maka

akan terjadi ionisasi. Peristiwa inilah yang disebut ionisasi benturan (Gambar 3.3)

2. Ionisasi ultraviolet (Ionisasi Foton / Radiasi)

Ionisasi ini dibagi lagi menjadi tiga jenis, yaitu :

• Ionisasi Radiasi, yang disebabkan oleh penyinaran sinar ultraviolet

• Ionisasi Radioaktif Bumi

• Ionisasi Karena Radiasi Sinar Kosmis

Proses ionisasi terjadi jika energi radiasi (hu) lebih besar daripada energi ikat

elektron (Wie). 3. Ionisasi thermal

Ionisasi ini terjadi jika udara pada ruang tertutup dipanaskan menyebabkan

molekul-molekul udara bergerak, sehingga terjadi benturan antar molekul. Hal ini

V

Elektron bebas lama + baru

eb Membentur ea

(37)

akan menyebabkan terjadinya ionisasi benturan yang menghasilkan ion positif dan

elektron.[5]

III.5. Teori Kegagalan Minyak Isolasi

Teori kegagalan isolasi yang terjadi pada minyak transformator dibagi

menjadi empat jenis sebagai berikut :

1. Teori kegagalan elektronik

Teori ini merupakan perluasan dari teori kegagalan pada gas, artinya proses

kegagalan yang terjadi dalam dielektrik cair karena adanya banjiran elektron

(electron avalanche) pada gas. Jika diantara elektroda diterapkan suatu kuat medan

yang sangat kuat, sedangkan pada elektroda tersebut terdapat permukaan yang tidak

rata, maka kuat medan yang terbesar terdapat pada bagian yang tidak rata tersebut.

Pancaran medan elektron dari katoda di asumsikan bertabrakan dengan atom

dielektrik cair. Jika energi medan yang dihasilkan dari tabrakan sudah cukup besar,

sebagian elektron akan terlepas dari atom dan akan bergerak menuju anoda bersama

dengan elektron bebas. Banjiran elektron ini serupa dengan peluahan yang terjadi

pada gas dan peristiwa ini akan mengawali proses terjadinya kegagalan.

2. Teori kegagalan karena adanya gelembung gas

Yaitu ketakmurnian (misalnya gelembung udara) mempunyai tegangan gagal

yang lebih rendah dari zat cair, disini adanya gelembung udara dalam cairan

merupakan awal dari pencetus kegagalan total dari pada zat cair. Kegagalan

gelembung merupakan bentuk kegagalan isolasi cair yang disebabkan oleh

(38)

3. Teori kegagalan partikel padat

Partikel debu atau serat selulosa yang ada disekeliling isolasi padat (kertas)

sering kali ikut tercampur dengan minyak. Selain itu partikel padat ini pun dapat

terbentuk ketika terjadi pemanasan dan tegangan lebih. Pada saat terjadi medan

listrik, partikel – partikel ini akan terpolarisasi dan membentuk jembatan. Arus akan

mengalir melalui jembatan dan menghasilkan pemanasan lokal serta menyebabkan

terjadinya kegagalan.

4. Teori kegagalan uap cair

Air dan uap air terdapat pada minyak, terutama pada minyak yang telah lama

digunakan. Jika terdapat medan listrik, maka molekul uap air yang terlarut memisah

dari minyak dan terpolarisasi membentuk suatu dipole. Jika jumlah molekul molekul

uap air ini banyak, maka akan tersusun semacam jembatan yang menghubungkan

kedua elektroda, sehingga terbentuk suatu kanal peluahan. Kanal ini akan merambat

dan memanjang sampai terjadi tembus listrik.[13]

III.6. Mekanisme Tembus Listrik Dielektrik Cair Murni

Dielektrik cair murni biasanya tidak mengandung elektron bebas, kalaupun

ada hal itu terjadi karena adanya emisi medan tinggi yang menyebabkan sejumlah

elektron terlepas dari permukaan elektroda seperti pada gambar 3.4.

N

= Elektron Bebas Hasil Emisi Medan Tinggi

-N = Muatan Netral

(39)

Jadi proses tembus listrik dimulai dari elektron bebas tersebut bergerak

menuju anoda yang diakibatkan karena adanya medan listrik yang dihasilkan dari

sumber tegangan, sehingga menghasilkan gaya (F) pada elektron yang arahnya

berlawan dengan arah medan listrik (Gambar 3.5).

Gambar 3.5. Elektron Mengalami Gaya (F) Akibat Adanya Medan Listrik

Jika energi kinetis elektron awal yang bergerak (WK) lebih besar daripada

energi ikat elektron molekul netral (Wie) maka terjadilah ionisasi yang menghasilkan

satu elektron bebas dan satu ion positif. Elektron bebas hasil emisi dan hasil ionisasi

tadi bersama-sama bergerak menuju anoda sedangkan ion positif hasil ionisasi akan

bergerak menuju katoda, tapi pergerakannya lambat karena massanya lebih besar

(Gambar 3.6).

Dalam perjalanan elektron bebas menuju anoda, elektron - elektron tersebut

membentur molekul netral yang lain. Sehingga jumlah elektron - elektron yang

F

N

-

ea

A K

A K

+

-ea

eb

Gambar 3.6. Elektron Bebas Bergerak Menuju Anoda dan Ion

(40)

menuju anoda semakin banyak. Untuk ion positif yang bergerak ke katoda, ion positif

tersebut akan membentur permukaan elektroda katoda sehingga terjadilah emisi

dampak ion positif yang menghasilkan elektron lagi, sehingga akan terjadi banjiran

elektron (Gambar 3.7).

Gambar 3.7. Banjiran Elektron Pada Dielektrik Cair

Jika medan elektrik masih ada atau terus meningkat, maka banjiran elektron akan

semangkin besar, sehingga antara elektroda akan terhubung, menyebabkan arus

mengalir sehingga terjadilah tembus listrik.[1]

III.7. Mekanisme Kegagalan Minyak Isolasi

Beberapa macam faktor yang diperkirakan mempengaruhi kegagalan minyak

transformator seperti luas daerah elektroda, jarak celah (gap spacing), pendinginan,

perawatan sebelum pemakaian (elektroda dan minyak ), pengaruh kekuatan dielektrik

dari minyak transformator yang diukur serta kondisi pengujian atau minyak

transformator itu sendiri juga mempengaruhi kekuatan dielektrik minyak

transformator.

Kegagalan isolasi (insulation breakdown, insulation failure) disebabkan

karena beberapa hal antara lain isolasi tersebut sudah lama dipakai, berkurangnya

(41)

kekuatan dielektrik dan karena isolasi tersebut dikenakan tegangan lebih. Pada

perinsipnya tegangan pada isolator merupakan suatu tarikan atau tekanan (stress)

yang harus dilawan oleh gaya dalam isolator itu sendiri agar isolator tidak gagal.

Dalam struktur molekul material isolasi, elektron - elektron terikat erat pada

molekulnya, dan ikatan ini mengadakan perlawanan terhadap tekanan yang

disebabkan oleh adanya tegangan. Bila ikatan ini putus pada suatu tempat maka sifat

isolasi pada tempat itu hilang. Bila pada bahan isolasi tersebut diberikan tegangan

akan terjadi perpindahan elektron-elektron dari suatu molekul ke molekul lainnya

sehingga timbul arus konduksi atau arus bocor. Karakteristik isolator akan berubah

bila material tersebut kemasukan suatu ketidakmurnian (impurity) seperti adanya

arang atau kelembaban dalam isolasi yang dapat menurunkan tegangan gagal.[1]

Jika suatu tegangan dikenakan tehadap dua elektroda yang dicelupkan

kedalam cairan (isolasi) maka terlihat adanya konduksi arus yang kecil. Jika tegangan

dinaikkan secara kontinyu maka pada titik kritis tertentu akan terjadi lucutan diantara

kedua elektroda.

Lucutan dalam zat cair ini akan terdiri dari unsur – unsur sebagai berikut :

• Aliran listrik yang besarnya ditentukan oleh karakteristik rangkaian.

• Lintasan cahaya yang cerah dari elektroda yang satu ke elektroda yang

lain.

• Terjadi gelembung gas dan butir – butir zat padat hasil dekomposisi zat

cair.

(42)

III.8. Faktor – Faktor Penyebab Terjadinya Degradasi Minyak Isolasi

Minyak isolasi yang dipakai dalam jangka waktu yang lama akan mengalami

proses degradasi atau menurunnya kemampuan minyak sebagai media isolasi, hal

tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya :

1. Panas

Pemanasan yang berlangsung cukup lama dan terus – menerus pada minyak

isolasi akan merusak struktur kimia dari minyak isolasi, sehingga akan merubah sifat

– sifat dasar sebagai media isolasi.

2. Kerusakan karena ionisasi

Kerusakan karena ionisasi akan terjadi jika

W = E . q . λ > Wionisasi ………..(3-2) λcair< λgas

Ecair > Egas

Dari pernyataan diatas dapat diketahui bahwa bahan dielektrik cair dapat lebih

baik dari bahan dielektrik gas (untuk beberapa jenis gas) jika tidak dicampur dengan

bahan – bahan lain yang dapat merusak dielektrik cair sebagai media isolasi. Karena

dibutuhkan E yang sangat besar agar W > Wionisasi, sehingga terjadi kegagalan isolasi.

Adanya kuat medan yang besar menyebabkan timbulnya polaritas elektron antara

kedua elektrodanya dan dapat menyebabkan kerusakan pada dielektrik cair.

Adanya ketidakmurnian pada bahan dielektrik cair sangat besar pengaruhnya

terhadap sifat suatu bahan dielektrik (isolasi), hal ini dapat dilihat pada minyak

(43)

Dalam pengukuran minyak transformator yang terkontaminasi dengan

material pengotor, biasanya mempunyai tegangan gagal EBd 0 s/d 25 kV/mm. Minyak

transformator maupun pemutus tenaga yang telah lama digunakan harus di uji secara

periodik untuk mengetahui kemampuannya. Minyak yang diuji dengan elektroda

standar pada jarak 2,5 mm.

3. Kontak dengan udara

Kontak dengan udara akan menyebabkan minyak isolasi beroksidasi dengan

udara yang akan mengakibatkan minyak tercemar sehingga mengakibatkan turunnya

kekuatan dielektrik minyak isolasi.

4. Partikel – partikel yang merusak minyak isolasi

Partikel – partikel mekanis yang merusak minyak isolasi seperti perkaratan

(korosi) dan partikel – pertikel yang terbentuk dari bagian – bagian peralatan yang

diisolasi dengan minyak transformator sehingga minyak terkontaminasi dengan

partikel tersebut.

5. Korona

Percikan bunga api korona menyebabkan kadar karbon minyak meningkat dan

menyebabkan gelembung – gelembung gas N2 dan O2 pada minyak isolasi. 6. Faktor alamiah

Umur yang cukup lama merupakan salah satu faktor yang menyebabkan

(44)

BAB IV

ANALISIS KENAIKAN KEKUATAN DIELEKTRIK ISOLASI MINYAK TRANSFORMATOR

Untuk mengetahui kenaikan kekuatan dielektrik isolasi minyak transformator

maka diambil data hasil Purification / Filter yang dilakukan oleh PT PLN (Persero)

UPT Medan. Proses Purification / Filter ini dilaksanakan di Gardu Induk Labuhan,

Tragi Paya Pasir.

Untuk mengembalikan kualitas minyak isolasi transformator, maka dilakukan

tindakan berupa :

1. Purification / Filter

Proses purification/filter ini dilakukan apabila berdasarkan hasil kualitas

minyak diketahui bahwa pengujian kadar air dan tegangan tembus berada pada

kondisi buruk.

2. Reklamasi

Hampir sama dengan proses purification / filter, proses reklamasi dilengkapi

dengan melewatkan minyak pada fuller earth (bejana panas dan dicampur lumpur)

yang berfungsi untuk menyerap asam, basa dan produk - produk oksidasi pada

minyak. Reklamasi dilakukan apabila berdasarkan hasil kualitas minyak diketahui

(45)

IV.1. Peralatan – Peralatan Yang Digunakan

Untuk melakukan proses Purification / Filter, maka digunakan peralatan –

peralatan yang biasa digunakan oleh PT PLN (Persero) yaitu High Vacuum Oil

Purifier dengan data – data sebagai berikut [10]: 1. Model : KLVC - 4BAXC – MIA/KCF-100X2

2. Serial No. E-0134C

3. Kapasitas : 4000 L/Jam

4. Operating temperatur : 20ºC - 50ºC

5. Tegangan sumber : 380 V (3 ph), 50 Hz

6. Heater : 3 ph 48 kW (3 buah)

7. Motor Total : 6,7 kW

Tabel 4.1. Jenis – Jenis Motor Pada High Vacuum Oil Purifier

8. Delivery Pressure : 5 Kg/Cm2 9. Micron Rating : 0,5 µ

10.Filter Pressure : 3 Kg/Cm2 11.Operating Vacuum : 2 – 6 Tor

NO Phasa Pole

Output Arus

Aplikasi

(kW) (Amper)

1 3 4 1,5 3,2 Oil Inlet Pump

2 3 4 3,7 7,7 Vacuum Pump

(46)

12.Vacuum Pump : 3000 L/M.

Sedangkan untuk pengujian tegangan tembus PT. PLN (Persero) menggunakan

alat Portatest 80A-2, No. 4018301 dengan data :

1. Tegangan Input AC : 110 V, 220 V, 240 V / 50, 60 Hz

2. Tegangan Output : 0 – 80 kV

3. Jarak Ukur : 2,5 mm

4. Daya Max : 900 VA

5. Waktu tes 1 – 10 kali, lama waktu tes tercepat 5 menit, waktu mampu

menahan tegangan uji 1 menit – 24 jam.

6. Temperatur : 0 – 50 ºC

7. Ukuran : 540mm x 400mm x 440mm

8. Standar : IEC 156/95, VDE 370/96, BS 5874/80, UTE C27-221/74,UNE

21309/89, NEN 10156, SEV 3141/69, CEI 10-1/73, ASTM D1816/90, ASTM

D877/90, JIS 2101-82, JIS Silicon 2101/82

9. Berat : 39 kg

(47)

IV.2. Prosedur Pengujian

IV.2.1. Pengujian Tegangan Tembus Minyak

Pada pengujian minyak transformator ada beberapa tahapan yang diantaranya

adalah :

IV.2.1.1. Pengambilan Sample

Karena isolasi minyak sensitif terhadap pencemaran, maka pengambilan

sample harus dilakukan dengan hati-hati. Pastikan tempat / wadah alat uji dalam

kondisi bersih. Gunakan selang dan corong untuk mengisi minyak kedalam wadah

(selang dan corong harus dalam kondisi bersih) serta gunakan juga masker untuk

menghindari pencemaran ketika berbicara. Pengambilan sample yang dilakukan

sebagai berikut :

1. Buang sedikit minyak dengan membuka valve agar kotoran didalam valve

terbuang, juga pada selang dan corong.

2. Isi wadah dengan minyak secukupnya lewat valve yang sama untuk

membersihkan kotoran / unsur lain didalam wadah, selanjutnya dibilas wadah

hingga benar – benar bersih dengan minyak tersebut (bila perlu dua sampai tiga

kali).

3. Isi wadah hingga penuh dan meluap sehingga jika adanya gelembung akan ikut

terbuang dan jangan sampai minyak tersentuh oleh kulit kita.

4. Tutup rapat minyak tersebut dengan penutup wadah agar minyak tidak

terkontaminasi dan bersihkan wadah bagian bawah dan sisi samping yang

terkena minyak dengan kain majun.

(48)

IV.2.1.2. Pengujian Minyak

Pengujian minyak dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut :

1. Sambungkan alat uji dengan supplay 220 V, 50 Hz.

2. Aktifkan alat uji dengan menekan tombol switch on.

3. Tekan tombol menu, pilih standar IEC.

4. Setting alat uji sampai enam kali uji dengan waktu pengujian pertama 300 detik

dan selanjutnya 120 detik.

Berikut ini rangkaian pengujian tegangan tembus minyak (Gambar 4.1).

Keterangan :

TU = Trafo Uji EU = Elektroda Uji

PT = Trafo Ukur S = Saklar

V = Meter Digital

S

AC 220 V

TU

PT

EU

V

BEJANA

(49)

IV.2.1.3. Pengambilan Data

Pengambilan data dapat secara langsung dari penampakan display alat

ataupun memprint hasil uji tersebut, penulis secara langsung mencatat hasil

penampakan display sampai uji tegangan tembus berakhir (uji keenam). Pengambilan

data terus berlangsung sampai sirkulasi keenam.

(50)

IV.2.2. Proses Purification / Filter Pada Minyak

Alat Purification / Filter terdiri dari rangkaian komponen berupa pipa, tabung,

vakum, filter, heater, pompa, flowmeter dll. Berikut komponen – komponen tersebut :

1. Pompa / motor penyalur minyak pada mesin (Inlet Pump).

2. Strainer

Setelah terhisap oleh motor pompa Inlet yang dilengkapi dengan safety valve

dan dikontrol oleh inverter, maka minyak akan memasuki mesin melalui strainer yang

fungsinya sebagai penyaringan minyak dari partikel-partikel zat padat dan akan

diteruskan kembali oleh pompa menuju heater.

3. Oil Heater / pemanas minyak

Dalam perangkat ini elemen pemanas listrik ditempatkan pada protection

tubes (tabung-tabung pengaman).

4. Oil pre-filter / penyaring minyak depan

Prefilter melakukan proses penyaringan dengan kerapatan sebesar 0,5 mikron

yang dilengkapi juga dengan pressure gauge, drain valve dan oil sample valve. Dalam

perangkat ini dilengkapi 1 set saringan penampung dengan kerapatan 0,5 micron.

5. Degassing Chamber / ruang penguapan :

Pada perangkat ini dengan bagian pendistribusian penguapan minyak, pada

ruangan / bagian yang dilindungi dengan tutup pembuka.

• 1 set sight glass ( tabung )

• 3 set Oil level switch / pengunci level minyak

(51)

Di dalam vacuum chamber yang dilengkapi pressure gauge, vacuum gauge,

nozzle, sigh glass, dan valve pengatur vacuum akan dipisahkan antara minyak dangan

kandungan gas dan air dengan cara pemecahan dan pemacuuman oleh vacuum pump.

6. Pompa / motor penyalur minyak keluar (Outlet Pump).

7. Fine Filter / Penyaring akhir :

Pada perangkat ini dilengkapi dengan tutup dan lapisan filter yang mudah

diganti.

• 1 buah kran minyak

• 6 buah lapisan penyaring 0,5 Micron

8. Pompa Vacum

9. Katup valve

10. Measuring Instruments / Alat pengukuran

11. Panel kontrol

Proses Sirkulasi dilakukan pada proses Purification / Filter adalah minimal 6

(enam) dan maksimal 20 (dua puluh kali) jika minyak tersebut belum mencapai nilai

tegangan tembus yang diinginkan (sesuai PT. PLN (Persero) dengan syarat setiap

sirkulasi harus diambil sample untuk di uji tegangan tembusnya. PT PLN (Persero)

menetapkan batas minyak sudah tidak dapat di sirkulasikan lagi atau dapat dibuang

jika setelah mengalami proses pemurnian masih diperolah nilai kekuatan dielektrik 30

(52)

Pada penelitian saya ini, trafo yang di Purification / Filter adalah Trafo Gardu

Induk Labuhan yang tidak beroperasi, berarti proses purification / Filter berlangsung

dalam keadaan OFFLOAD. Trafo Gardu Induk Labuhan memiliki Kapasitas 31,5

MVA (Merk Pawell) dengan kapasitas minyak 19776,5 liter. Karena alat Purification

/ Filter dengan type KLVC - 4BAXC – MIA/KCF-100X2 mampu mengalirkan 4000

liter tiap jamnya maka untuk memperoleh satu sirkulasi dibutuhkan sekitar 5 (lima)

jam, untuk itu dibutuhkan waktu 30 jam untuk menyelesaikan 6 (enam) sirkulasi. Jadi

5 (lima) jam disini adalah waktu yang dibutuhkan oleh mesin untuk mensirkulasi

seluruh minyak (19776,5 liter) dalam trafo. Berikut adalah gambar rentang waktu

sirkulasi (Gambar 4.3).

IV.2.2.1. Persiapan

1. Sumber Tegangan AC

• Sambungkan ke sumber 3 phasa 380 Volt

• Hidupkan circuit breaker

• Pastikan Tidak ada masalah pada sumber 3 phasa yang masuk karena

besarnya tegangan yang masuk mempengaruhi kerja dari peralatan.

Start Sirkulasi I Sirkulasi II Sirkulasi III Sirkulasi IV Sirkulasi V

5 Jam 5 Jam 5 Jam 5 Jam

30 Jam

5 Jam

Sirkulasi VI

5 Jam

(53)

2. Sambungan selang

• Sambungkan selang antara valve V1 (Inlet) ke Valve bawah transformator

• Sambungkan selang antara valve V2 (Outlet) ke Valve atas transformator

3. Sebelumnya menjalankan mesin Purifier periksa dahulu keadaan – keadaan

berikut :

• Mesin harus diletakkan pada permukaan yang datar dan berada tidak jauh dari

transformator juga minyak yang akan diproses (purifier).

• Setelah menyambungkan kabel power, periksalah kembali pada volt meter di

kontrol panel, apakah telah sesuai dengan kebutuhan mesin. Apabila telah

sesuai periksa juga arah putaran motor in / out atau motor vacuum.

• Periksa kembali valve yang ada pada mesin apakah sudah sesuai dengan aliran

minyak.

• Banyaknya oli pada vacuum pump sesuai dengan instruksi dari pembuat.

Jangan diisi melebihi yang ditentukan.

• Periksalah apakah masih ada minyak yang tersisa pada Vapor Trap. Jika masih

ada, keluarkan minyak yang tersisa (buang).

Pastikan sambungan pada selang sudah tersambung rapat.

IV.2.2.2. Proses Sirkulasi

1. Buka valve inlet V1 dan valve outlet (V2)

2. Sirkulasi minyak pada mesin untuk menghilangkan gelembung udara pada

(54)

3. Jalankan motor vacuum, kemudian motor inlet dan outlet secara bersamaan.

4. Setelah sirkulasi pada mesin dan transformator stabil, hidupkan heater (H1

sampai dengan H3) secara bertahap, hingga temperatur pada mesin sama

dengan temperatur pada transformator namun apabila terjadi perbedaan

temperatur antara mesin dengan transformator maka metode mematikan

heater harus secara bertahap pula sehingga temperatur antara mesin dengan

transformator tetap sama.

5. Periksa ulang pada tabung mesin apakah sudah stabil. Jika sudah stabil dapat

dilanjutkan pada proses berikutnya.

IV.2.2.3. Proses Purification Transformator

1. Buka Valve atas dan Valve bawah transformator

2. Buka Valve inlet V1 dan Valve outlet V2.

3. Pastikan ketinggian minyak di konservator sight glass berada pada posisi

tengah dengan cara mengatur minyak keluar dari valve outlet (V2) dan

minyak masuk dari valve inlet (V1).

4. Setelah sirkulasi berjalan selama beberapa jam, ambil contoh minyak dari

valve pada filter out untuk pengetesan tegangan tembus.

5. Apabila tegangan tembus telah memenuhi standar, lanjutkan pada proses

(55)

Dibawah ini adalah gambar Diagram Proses Purification / Filter Pada Minyak

(Gambar 4.4).

Heater Pree Filter Oil Inlet

Strainer

Vacuum Valve

Inlet Pump Vacuum Pump

Vacuum Chamber

Fine Filter

Oil Outlet Outlet Pump

Stabilizing

(56)

IV.2.2.4. Proses Mematikan Mesin

1. Pertama-pertama matikan heater dan Vacuum selanjutnya motor in, motor out

secara bersamaan.

2. Tutup valve atas dan valve bawah transformator

3. Tutup valve inlet (V1) dan Outlet (V2)

4. Buka selang valve (V1) dan (V2) dari mesin.

5. Matikan circuit breaker dan lepas kabel power setelah itu lepaskan semua

sambungan selang.

Berikut adalah proses sederhana dari kerja Purifier / Filter

Minyak dikeluarkan dari valve transformator melalui selang dialirkan ke inlet

valve mesin purifier, pada tahap petama partikel-partikel kasar dari minyak disaring

pada bagian stranier, kemudian dipompakan ke heater, disini minyak mengalami

proses pemanasan yang bertujuan untuk menguapkan kadar air dan gas pada minyak,

setelah itu pada bagian filter minyak difilter kembali, penyaringan pada tahap ini

bertujuan untuk menyaring partikel kotoran, kerak karbon serpihan logam dll,

kemudian minyak dialirkan ke bagian ruang vacuum, pada bagian ini terjadi proses

penebaran dan pemisahan minyak yang mengandung kadar air dan gas, lalu kadar air

dan gas dihisap oleh vacuum, kemudian dibuang sehingga minyak yang keluar dari

ruang vacuum ini adalah minyak yang sudah bersih dari kadar air dan gas. Kemudian

minyak yang sudah divacuum ini dipompakan kembali ke transformator untuk

digunakan, sebelum dialirkan ke transformator minyak difilter lagi pada bagian filter

(57)

volume minyak yang akan dimasukkan ke dalam transformator dengan minyak yang

keluar dari transformator.

Minyak yang sudah melewati tahap-tahap Purifier / Filter adalah minyak yang

mempunyai kualitas lebih tinggi dari minyak sebelum di Purifier / Filter. Sebagai

pengujian atau pembuktian bahwa minyak yang sudah dimurnikan / dipurifier

mempunyai kualitas kekuatan dielektrik yang lebih tinggi dari sebelumnya maka

dilakukan kembali test tegangan tembus. Berikut adalah gambar diagram High

Vacuum Oil Purifier (Gambar 4.5).

(58)

IV.3. DATA HASIL PENGUJIAN

1. Sebelum di Purification dengan High Vacuum Oil Purifier

Tabel 4.2. Nilai Tegangan Tembus Sebelum di Purification

Pengujian Tegangan Tembus (kV)

1 31,0

2 32,0

3 30,1

4 37,6

5 26,3

6 26,0

Rata - rata 30,5

2. Sirkulasi Pertama

Tabel 4.3. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Pertama Pengujian Tegangan Tembus (kV)

1 33,0

2 38,5

3 33,2

4 31,4

5 32,3

6 34,3

(59)

3. Sirkulasi Kedua

Tabel 4.4. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Kedua

Pengujian Tegangan Tembus (kV)

1 39,4

2 38,8

3 36,7

4 35,6

5 37,3

6 36,6

Rata - rata 37,4

4. Sirkulasi Ketiga

Tabel 4.5. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Ketiga

Pengujian Tegangan Tembus (kV)

1 45,3

2 48,4

3 45,2

4 40,1

5 41,2

6 38,4

(60)

5. Sirkulasi Keempat

Tabel 4.6. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Keempat

Pengujian Tegangan Tembus (kV)

1 67,1

2 40,8

3 51,4

4 51,4

5 73,1

6 46,7

Rata - rata 55,0

6. Sirkulasi Kelima

Tabel 4.7. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Kelima

Pengujian Tegangan Tembus (kV)

1 70,1

2 80,0

3 65,5

4 70,3

5 71,2

6 63,3

(61)

7. Sirkulasi Keenam

Tabel 4.8. Nilai Tegangan Tembus Setelah Sirkulasi Keenam

Pengujian Tegangan Tembus (kV)

1 80,0

2 71,9

3 75,9

4 71,5

5 66,2

6 67,8

Rata - rata 72,2

IV.4. ANALISIS DATA

Dari hasil data pengujian, dapat dicari nilai kekuatan dielektrik minyak

transformator, dengan rumus [4] :

(

kV mm

)

s V

E /

.

η

= ... (4-1)

Dimana :

E = Kuat medan listrik yang dapat ditahan oleh dielektrik (kV/mm)

V = Tegangan maksimum yang dibaca alat ukur ( kV)

S = Jarak sela antar elektroda = 2,5 mm

(62)

r

q= , dengan R,r = radius masing-masing elektroda = 36 mm

Maka, didapat nilai p = 1,069 maka dapat dianggap 1 dan q = 1, kemudian

berdasarkan Tabel 4.9, maka faktor efisiensi untuk f(1,1) = 1

Tabel 4.9. Nilai Faktor Efisiensi Medan (

η

) Untuk Berbagai Susunan Elektroda

(63)

Sehingga nilai kekuatan dielektrik minyak transformator tersebut adalah :

1. Sebelum di Purification / Filter

5

Dengan rumus yang sama maka didapat nilai kekuatan dielektrik dari setiap

(64)

1. Sebelum di Purification / Filter dengan High Vacuum Oil Purifier

Tabel 4.10. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik Sebelum di Purification

Pengujian Tegangan Tembus (kV) Kekuatan Dielektrik (kV/mm)

1 31,0 12,4

2 32,0 12,8

3 30,1 12,0

4 37,6 15,0

5 26,3 10,5

6 26,3 10,4

Rata - rata 30,5 12,2

2. Sirkulasi Pertama

Tabel 4.11. Nilai Tegangan Tembus dan Kekuatan Dielektrik Setelah Sirkulasi

Pertama

Pengujian Tegangan Tembus (kV) Kekuatan Dielektrik (kV/mm)

1 33,0 13,2

2 38,5 15,4

3 33,2 13,3

4 31,4 12,5

5 32,3 12,9

6 34,3 13,7

Gambar

Tabel 2.1 Nilai Viskositas Kinematik Berdasarkan Kelas Minyak
Tabel 2.3. Nilai Pour Point Minimun Berdasarkan Kelas Minyak
Gambar 3.1. Medan Elektrik Dalam Dielektrik
Gambar 3.2. Proses Ionisasi
+7

Referensi

Dokumen terkait

Senyawa sulfur yang terkandung di dalam minyak isolasi saat bersentuhan dengan Tembaga (Cu) maka akan bereaksi dengan tembanga (Cu) dari belitan transformator

Pada temperatur beban rata-rata dengan suhu 65°C pada setiap unit transformator daya pusat listrik kota panjang mengalami penurunan, hal tersebut diakibatkan adanya

Pada temperatur beban rata-rata dengan suhu 65°C pada setiap unit transformator daya pusat listrik kota panjang mengalami penurunan, hal tersebut diakibatkan adanya

Dari data pengujian di at as dapat dihit ung kekuat an dielektrik minyak kedelai dalam satuan kV/cm dengan P ersamaan (3) sehingga diperoleh hasilnya seperti ditunjukkan

Karena dari persamaan penurunan suatu karakteristik minyak isolasi transformator sebanding dengan usia pakai yang dikalikan dengan exponensial kenaikan temperaturnya, dan

Dalam menganalisa hubungan antara kekuatan dielektrik minyak isolasi Gulf, Nynas, Shell Diala B dan Total dengan lama suhu bertahan dilakukan dengan cara menghitung nilai rata –

Pada penelitian ini dilakukan analisis karakteristik kekuatan dielektrik minyak metil ester bunga matahari dengan campuran minyak mineral sebanyak lima sampel sebagai bahan alternatif

Hastatimur et al., Analisis Kualitas Minyak Isolasi Transformator Dengan Membandingkan Metode Fuzzy Mamdani… [R15] If TDCG is Condition 2 and Etana is Condition 4 and Metana is