TUGAS AKHIR
STUDI PENDAHULUAN PENGARUH SUHU TERHADAP
KEKUATAN DIELEKTRIK MINYAK KELAPA MURNI
SEBAGAI ALTERNATIF MINYAK ISOLASI
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesakan Pendidikan
Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara
Oleh :
JON IMAN T. B. SARAGIH
070402075
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Abstrak
Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai pengujian tegangan tembus
terhadap minyak kelapa murni (Virgin coconut oil). Hasil pengujian tegangan tembus terhadap dielektrik cair minyak kelapa murni (Virgin coconut oil), dijadikan sebagai salah satu dasar untuk menentukan kelayakan minyak kelapa
murni (Virgin coconut oil) sebagai isolasi cair alternatif.
Dari hasil pengujian diperoleh bahwa, semakin tinggi suhu minyak, maka
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur tiada terkira penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan karunianya yang telah diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :
STUDI PENDAHULUAN KEKUATAN DIELEKTRIK MINYAK KELAPA SEBAGAI ALTERNATIF MINYAK ISOLASI
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orangtua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, kepada Jamansur Saragih dan Murni perangin-angin, serta untuk kaka dan adik yang selalu memberikan semangat kepada penulis dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah sampai penyelesaian Tugas akhir ini, penulis juga banyak mendapat dukungan, bimbingan, maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama penyusunan tugas akhir ini.
2. Bapak Ir.Sihar P. Panjaitan, MT. selaku Dosen Wali penulis.
3. Bapak Ir.Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT.USU serta Bapak Rahmat Fauzi, ST,MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah.
4. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Adik dan kakak, Jastri Saragih, Rasmahita Saragih, Rasnidawaty Saragih, Riskayani Saragih, Verry Saragih, dan Juita saragih buat segala dukungannya.
7. Para asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, khusunya Rumonda Sitepu,ST dan Setia Sianipar,ST, yang dengan kerelaan hati meluangkan waktunya untuk membantu pengambilan data tugas akhir.
8. Teman-teman stambuk 2007 yang sangat sensasional dan luar biasa, terkhusus untuk Rocky Hezkia Bangun,ST., Francisco, Ramcheys Siahaan, Harapan Singarimbun, Asyer Nababan, Jannes Pinem, Leo jahat, Leo Baik, Ivan, Ramli Situmeang,ST, Advent Girsang, Nobel Paul, Binsar Jabat, Makcoy dan yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Terimakasih untuk semua yang telah kalian berikan kepada penulis.
9. Adik-adik junior baik stambuk 2008,2009, dan 2010, terkhusus kepada saudari Maria silalahi. Terimakasih untuk segala dukungan kalian kepada penulis.
10.Teman-teman Pemuda GKPS P.Bulan yang selalu memberikan semangat dan motivasi kepada penulis, yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu, terimakasih kepada semuanya.
11.Serta untuk semua yang tidak bisa disebutkan oleh penulis, saya ucapkan terimaksih sebesar-besarnya.
Penulis Sadar bahwa Tugas akhir ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapakn kritik dan saran yang membangun demi memperbaiki tugas akhir ini. Akhir kata, semoga ugas akhir ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Medan, November 2011
Penulis,
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ... 1
I.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 1
I.3 Batasan Masalah ... 2
I.4 Metode penelitian... 2
I.5 Sistematika Penulisan... 3
BAB II MINYAK ISOLASI II.1 Umum ... 5
II.2 Jenis-jenis Minyak Isolasi ... 7
II.2.1 Minyak Isolasi Yang Berasal Dari Olahan Minyak Bumi 8 II.2.1.1 Minyak Isolasi Mineral ... 8
II.2.1.2 Minyak isolasi sintesis ... 8
II.2.2. Minyak Nabati Yang Berpotensi Sebagai Isolasi Cair.. 10
II.2.2.1 Minyak Jarak ... 10
II.2.2.2 Minyak Kelapa Murni (VCO) ... 12
II.2.2.3 Minyak Kedelai ... 13
II.3 Pengunaan Minyak Isolasi ... 16
II.5 Mekanisme Kegagalan Isolasi Cair ... 18
II.6 Kekuatan Dielektrik ... 22
BAB III PEMBURUKAN MINYAK ISOLASI III.1 Umum ... 24
III.2 Syarat-syarat Minyak Isolasi ... 24
III.3 Faktor-faktor Penyebab Pemburukan Minyak Isolasi ... 27
III.4 Pengaruh Kenaikan Suhu Terhadap Tegangan Tembus Suatu Minyak Isolasi... 29
III.5 Pengaruh Kenaikan Suhu Terhadap Viskositas Suatu Minyak Isolasi... 32
BAB IV PENGUJIAN PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP KEKUATAN DIELEKTRIK MINYAK KELAPA MURNI (VCO) IV.1 Umum ... 33
IV.2 Peralatan Pengujian ... 33
IV.3 Rangkaian Pengujian ... 34
IV.4 Prosedur Pengujian ... 34
IV.5 Data Hasil Perngujian ... 36
IV.6 Analisis Data ... 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ... 44
V.2 Saran ... 44
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 (a) Tumbuhan Jarak ... 11
(b) Minyak Jarak ... 11
Gambar 2.2 Minyak VCO ... 12
Gambar 2.3 Alat Ekstraksi Pelarut ... 14
Gambar 2.4 Metode Pemurnian Minyak jagung ... 15
Gambar 2.5 (a)Minyak Kelapa Sawit (CPO) ... 16
(b) Tumbuhan Kelapa Sawit ... 16
Gambar 2.6 Timbulnya Gelembung-Gelembung Baru ... 20
Gambar 2.7 Barisan Gelembung Yang Menjembatani Kedua Elektroda ... 20
Gambar 2.8 Butiran Padat yang Bergerak dan Menghubungkan Kedua Elektroda ... 21
Gambar 2.9 Bola Cair yang Memanjang/Melonjong Searah Medan Listrik ... 22
Gambar 2.10 Bola Cair memenuhi duapertiga Dari Celah Elektroda ... 23
Gambar 2.11 Medan Dielektrik Dalam Dielektrik... 23
Gambar 3.1 Pengaruh Medan Listrik Terhadap Gelembung Udara Pada Minyak Isolasi... 31
Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Tembus Minyak ... 34
Gambar 4.2 Grafik V Rata-Rata Vs Suhu Minyak ... 42
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Nilai Viskositas Kinematik Berdasarkan Kelas Minyak ... 24
Tabel 3.2 Nilai Flash Point Minimum Berdasarkan Kelas Minyak ... 24
Tabel 3.3 Nilai Pour Point Minimum Berdasarkan Kelas Minyak ... 25
Tabel 4.1 Nilai tegangan tembus minyak pada suhu ruangan... . 36
Tabel 4.1 Nilai Tegangan Tembus Pada Suhu 100 OC ... 37
Tabel 4.2 Nilai Tegangan Tembus Pada Suhu 90 OC ... 37
Tabel 4.3 Nilai Tegangan Tembus Pada Suhu 80 OC ... 38
Tabel 4.4 Nilai Tegangan Tembus Pada Suhu 70 OC ... 38
Tabel 4.5 Nilai Tegangan Tembus Pada Suhu 60 OC ... 39
Tabel 4.6 Nilai Tegangan Tembus Pada Suhu 50 OC ... 39
Tabel 4.7 Nilai Tegangan Tembus Pada Suhu 40 OC ... 40
Abstrak
Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai pengujian tegangan tembus
terhadap minyak kelapa murni (Virgin coconut oil). Hasil pengujian tegangan tembus terhadap dielektrik cair minyak kelapa murni (Virgin coconut oil), dijadikan sebagai salah satu dasar untuk menentukan kelayakan minyak kelapa
murni (Virgin coconut oil) sebagai isolasi cair alternatif.
Dari hasil pengujian diperoleh bahwa, semakin tinggi suhu minyak, maka
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. LATAR BELAKANG
Peralatan tegangan tinggi biasanya menggunakan isolasi cair
sebagai bahan isolasi maupun sebagai bahan pendinginnya. Isolasi cair yang
biasa digunakan adalah isolasi yang terbuat dari olahan minyak bumi. Tetapi
sebagaimana kita tahu, bahwa minyak bumi termasuk sumber daya alam yang
tidak dapat diperbaharuhi, maka penggunaan bahan isolasi cair yang berasal
dari minyak bumi, dapat menghabiskan persediaan minyak bumi di dunia.
Alternatif lain adalah pemanfaatan dari minyak nabati, hal ini
dikarenakan minyak nabati termasuk sumber daya alam yang dapat
diperbaharuhi dan bersifat terurai sempurna. Apalagi di Indonesia termasuk
negara yang sangat potensial, karena Indonesia termasuk produsen penghasil
minyak nabati di dunia. Salah satu minyak nabati yang bisa dimanfaatkan
adalah minyak yang berasal dari buah pohon kelapa.
I.2. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Tujuan dan manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :
2. Menentukan kelayakan minyak kelapa murni dilihat dari tegangan
tembusnya sebagai bahan isolasi cair alternatif.
3. Sebagai informasi awal dalam menetukan kelayakan minyak kelapa murni
sebagai isolasi alternatif
I.3. BATASAN MASALAH
Batasan masalah yang dibahas adalah :
1. Hanya membahas mengenai kekuatan dielektrik minyak kelapa murni.
2. Tidak membahas reaksi kimia yang terjadi selama pemanasan.
I.4. METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penulisan penelitian ini adalah:
1. Studi Literatur
Mempelajari buku referensi, buku manual, artikel dari internet,
dan bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas
akhir ini.
2. Studi Bimbingan
Melakukan diskusi tentang topik tugas akhir ini dengan dosen
pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro
USU mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan tugas akhir
3. Percobaan di Laboratorium
Melakukan pengujan tegangan tembus terhadap sampel minyak
isolasi dengan menggunakan peralatan yang ada pada Laboratorium
Teknik Tegangan Tinggi Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
USU.
I.5. SISTEMATIKA PENULISAN
Penulisan Tugas akhir ini disajikan dengan sistematika
penulisan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan
penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan
sistematika penulisan dari Tugas akhir ini.
BAB II : MINYAK ISOLASI
Bab ini memberi penjelasan tentang pengertian
minyak isolasi secara umum, jenis minyak isolasi,
penggunaan minyak isolasi serta mekanisme
BAB III : PEMBURUKAN MINYAK ISOLASI
Bab ini menjelaskan tentang pemburukan minyak
isolasi, faktor-faktor yang menyebabkan
pemburukan terjadi serta pengaruh pemanasan
terhadap tegangan tembus, dan viskositas dari
minyak isolasi.
BAB IV : PENGUJIAN PENGARUH PERUBAHAN SUHU
TERHADAP KEKUATAN DIELEKTRIK
MINYAK KELAPA MURNI (VCO)
Bab ini berisi pengumpulan data untuk menentukan
apakah minyak kelapa murni (VCO) layak dijadikan
sebagai alternatif bahan isolasi cair serta untuk
mendapatkan kurva karakteristik tegangan tembus
minyak isolasi.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari analisa Tugas Akhir
BAB II
MINYAK ISOLASI
II.1. UMUM
Bahan isolasi cair merupakan bahan pengisi pada beberapa
peralatan listrik. Bahan isolasi cair ini biasanya digunakan pada peralatan
seperti transformator, pemutus beban, rheostat. Bahan isolasi cair memiliki
dua fungsi yaitu sebagai isolasi antara bagian yang bertegangan dan juga
sebagai pendingin. Oleh karena itu agar dapat digunakan, isolasi cair harus
memiliki tegangan tembus yang tinggi sebagai salah satu syaratnya.
Adapun sifat-sifat listrik yang menentukan kerja bahan isolasi cair adalah :
1. Withstand Breakdown
Kemampuan untuk tidak mengalami ketembusan dalam kondisi
tekanan listrik (electric stress) yang tinggi.
2. Permitivitas relatifnya menentukan kapasitansi listrik.
Hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut :
D = ɛ . E ...(2.1)
dengan D = Kerapatan fluks listrik ( C/m2)
ɛ = Konstanta dielektrik ( r . ɛɛ0)
Dimana diketahui bahwa D = , sehingga persamaan diatas menjadi
=
ɛ
. E
...(2.2)Dengan Q = Muatan listrik (C)
Selanjutnya diketahui nilai Q = C.V, maka persamaan menjadi :
=
ɛ
. E
...(2.3)Dengan C = Kapasitansi (C/Volt)
V = Tegangan (Volt)
Maka diperoleh persamaan :
C =
...(2.4)Pada minyak petroleum biasanya memiliki permitivitas relatif 2
sampai 2,5 sedangkan untuk minyak silikon 2 sampai 73 dan askarel 4,5
sampai 5,0.
3. Faktor daya
Faktor dissipasi daya dari minyak dibawah tekanan bolak-balik dan
tinggi akan menentukan kerja dari bahan isolasi cair, karena dalam kondisi
berbeban terdapat sejumlah rugi-rugi dielektrik. Faktor dissipasi sebagai
ukuran rugi-rugi daya merupakan parameter yang penting bagi kabel dan
kapasitor. Misalnya minyak transformator murni memiliki faktor dissipasi
yang bervariasi antara 10-4 pada suhu 20 oC dan 10-3 pada 90 oC pada
4. Resistivitas
Suatu cairan dapat digolongkan sebagai isolasi cair bila
resistivitasnya lebih besar dari 109 Ω-m. Pada sistem tegangan tinggi,
resistivitas yang diperlukan untuk material isolasi adalah 1016Ω-m atau lebih.
II.2. JENIS – JENIS MINYAK ISOLASI
Berdasarkan bahan pembuatannya, minyak isolasi terbagi atas beberapa bagian, yaitu minyak isolasi dari olahan minyak bumi yang saat ini
banyak digunakan, dan minyak isolasi dari minyak tumbuh-tumbuhan atau
disebut minyak nabati ( minyak organik) yang saat ini banyak diteliti.
II.2.1 Minyak Isolasi Yang Berasal Dari Olahan Minyak Bumi
II.2.1.1. Minyak isolasi mineral
II.2.1.2. Minyak isolasi sintesis
II.2.2. Minyak Nabati (minyak organik) Yang Memiliki Potensi Sebagai Minyak Isolasi
II.2.2.1. Minyak jarak
II.2.2.2. Minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil)
II.2.2.3. Minyak kedelai
II.2.2.4. Minyak jagung
II.2.1. Minyak Isolasi Yang Berasal Dari Olahan Minyak Bumi II.2.1.1. Minyak Isolasi Mineral
Minyak isolasi mineral adalah minyak yang berasal dari minyak
bumi yang diproses secara fraksinasi dan destilasi. Minyak bumi yang telah
diproses ini, harus mengalami beberapa penambahan proses lagi untuk
mendapatkan tahanan isolasi yang tinggi, stabilitas panas yang baik, serta
memenuhi syarat-syarat teknis yang lain.
Minyak isolasi mineral banyak digunakan pada peralatan tegangan
tinggi seperti :
- Transformator daya
- Kapasitor daya
- Kabel daya
- Circuit breaker (Pemutus Daya)
Dalam hal ini minyak isolasi berfungsi sebagai bahan dielektrik,
bahan pendingin dan pemadam busur api.
II.2.1.2. Minyak Isolasi Sintesis
Minyak isolasi sintesis adalah minyak isolasi yang diproses secara
kimia untuk mendapatkan karakteristik yang lebih baik dari minyak isolasi
mineral.
Berikut ini beberapa contoh dari minyak isolasi sintesis :
a. Askarel
Askarel adalah minyak isolasi sintesis yang tidak mudah terbakar
Salah satu jenis dari asrekal yang sering digunakan adalah jenis clorinated
hydrokarbon.
kelebihan yang dimiliki dari minyak jenis ini adalah :
- Kekuatan dielektriknya tinggi
- Sifat thermal, sifat kimia, dan sifat listriknya relatif stabil
Namun kekurangan dari minyak ini adalah, apabila terjadi percikan
api dapat mengahasilkan asam klorida (HCL) yang bersifat korosif pada
logam.
b. Silikon cair (silicon liquids)
Silikon cair adalah minyak yang berasal dari campuran atom
silikon (si) dan oksigen (02) dengan bahan organik seperti methyl dan phenyl.
Minyak ini memiliki beberapa kelebihan, yaitu :
- Mempunyai ketahanan yang baik pada temperatur tinggi, yaitu
berkisar 200oC.
- Permitivitasnya rendah ( 2,20 – 2,27)
- Tahan terhadap tegangan dengan frekuensi tinggi, hingga 1
Mhz
Kekurangan dari minyak ini adalah :
- Dapat menghasilkan gas yang banyak apabila terjadi percikan
api, sehingga menurunkan kekuatan dielektriknya
- Harganya relatif mahal, sehingga jarang digunakan untuk
transformator berdaya besar
c. Flourinasi cair (Flourinated Liquids)
Minyak ini berbahan dasar senyawa organik yang sebagian atom
karbonnya telah digantikan oleh flour organik. Minyak ini memiliki kelebihan :
- Sifat kimianya yang sangat stabil dan dapat digunakan secara
kontinuitas pada suhu 200oC dan bahkan lebih
- Mempunyai transfer panas yang baik daripada minyak isolasi
mineral dan minyak isolasi silikon
Adapun kekurangan dari minyak ini adalah :
- Penurunan sifat-sifat dielektrik yang disebabkan oleh
kandungan air
- Mempunyai sifat mudah menguap
d. Ester sintesis
Minyak ini adalah minyak yang diolah sedemikian rupa dari
minyak parafin untuk memperoleh karakteristik yang lebih baik, sehingga
mempunyai sifat-sifat seperti berikut :
- Mempunyai sifat thermal yang baik
- Tidak mudah terbakar
- Dapat digunaka pada suhu 300oC
II.2.2. Minyak Nabati (Minyak Organik) Yang Memiliki Potensi Sebagai Minyak Isolasi
II.2.2.1. Minyak Jarak
Minyak jarak adalah minyak yang diperoleh dari ekstraksi biji
dan bau yang cukup menyengat. Agar bau tersebut dapat direduksi, minyak
tidak boleh dibiarkan terbuka dalam waktu yang lama pada suhu diatas 40 0C.
(a) (b) Gambar 2.1. (a) Tumbuhan Jarak
(b) Minyak jarak
Pembuatan minyak jarak yang digunakan saat ini adalah dengan
metode pemerasan. Pertama biji jarak yang sudah tua, di jemur selama 3 hari
hingga kulitnya akan pecah dengan sendirinya. Untuk memisahkan bagian biji
dengan kulitnya digunakan alat pemisah biji, hal ini dilakukan untuk
mendapatkan biji utuh yang lebih banyak. Biji yang sudah dipisahkan dari
cangkangnya kemudian diberi pemanasan pendahuluan, yaitu berupa
pemanasan dengan uap pada suhu 170 oC selama 30 menit, pemanasan dengan
oven pada suhu 105 oC selama 30 menit serta pemanasan dengan menyangrai
biji sehingga biji cukup panas untuk dilakukan pemerasan. Pemerasan
dilakukan dengan alat pemeras hidraulik. Daging biji yang telah dipanaskan,
dimasukkan ke dalam kain saring, untuk selanjutkan diperas dalam alat
II.2.2.2. Minyak Kelapa Murni
Minyak kelapa murni atau virgin coconut oil (VCO) adalah minyak
yang terbuat dari daging kelapa segar. VCO memiliki warna yang bening dan
bau yang tidak menyengat.
Gambar 2.2. Minyak Kelapa Murni (VCO)
Ada dua cara untuk menghasilkan minyak kelapa murni (VCO) yaitu
dengan cara pemanasan dan tanpa pemanasan.
a. Teknik pengolahan dengan pemanasan
Pengolahan dengan pemanasan merupakan cara tradisional yang
sudah lama dilakukan dalam mengolah kelapa menjadi minyak. Hanya saja
untuk mendapatkan minyak kelapa murni perlu sedikit perbaikan yaitu dengan
pemanasan bertahap yang meliputi pemanasan krim santan dan pemanasan
minyak.
b. Teknik pengolahan tanpa pemanasan
Tahapan pembuatan minyak kelapa murni menggunakan metode
ini sama dengan proses pemanasan. Hanya saja untuk mendapatkan santan
digunakan perbandingan 1kg kelapa parut dan 4-6 liter air.
Proses selanjutnya adalah mendiamkan santan selama dua jam di
ember plastik transparan. Krim yang diperoleh dicampur dengan minyak
pancing. Perbandingannya adalah 3 bagian krim dan 1 bagian minyak pancing.
Campuran ini diaduk merata, lalu difermentasi selama 10 – 12 jam.
Setelah difermentasi, campuran tersebut terpisah menjadi 3 lapisan,
yaitu lapisan atas berupa minyak kelapa murni, lapisan tengah berupa blondo
(warna putih), dan lapisan bawah berupa air. Lapisan minyak paling ataslah
yang diambil secara perlahan jangan sampai tercampur dengan lapisan
dibawahnya. Minyak yang diperoleh tersebut dapat digunakan sebagai minyak
pancing untuk proses pengolahan krim berikutnya.
Minyak yang didapat belum bening, maka perlu disaring dengan
kertas saring agar menghasilkan minyak yang benar-benar bening.
II.2.2.3. Minyak Kedelai
Ada 3 metode utama untuk mengekstraksi minyak dari kacang
kedelai. Prosedur-prosedur ini adalah hydraulic pressing, expeller pressing dan
solvent extraction. Hydraulic pressing merupakan metode yang paling tua
dengan menggunakan tekanan. Ini merupakan suatu prosedur tekanan batch
yang membutuhkan pekerjaan. Dan umumnya tidak terlalu banyak digunakan
pada kacang kedelai. Expeller pressing menggantikan proses hydraulic
pressing untuk ekstraksi minyak. Kedua prosedur diatas tidak secara umum
Ekstraksi pelarut terhadap minyak dari biji kedelai dapat dilihat
dari peralatan jenis penyaring atau jenis pengendap. Ekstraktor penyaring
dianggap lebih efisien daripada ekstraktor pengendap, karena mampu
menangani kapasiatas produk yang besar. Salah satu penggunaan ekstraktor
penyaring adalah rotary ekstraktor. Pelarut hexane dipompakan melalui lapisan
bed, lalu hasil saringan turun melalui saringan mesh, atau sistem wedgewire
screen bar. Kelebalan lapisan pada efisiensi perpindahan minyak. Peningkatan
dari 0,02 ke 0,06 mm menurunkan 80 kali laju ekstraksi. Pada akhir siklus
ekstraksi, lapisan dibiarkan mengalir dan didorong ke discharge hopper.
Miscella dialirkan bolak balik untuk mengalirkan flakes/lapisan. Aliran yang
berlawanan arah sangat penting untuk ekstraksi pelarut, sebagai pembantu
untuk memindahkan minyak secara efisien dari sistem aliran yang paralel.
Miscella menjadi kaya akan minyak yang diperoleh dari ekstraksi minyak
kedelai.
II.2.2.4. Minyak Jagung
Minyak jagung kaya akan kalori yaitu sekitar 250 kalori per ons.
Minyak jagung merupakan minyak goreng yang stabil (tahan terhadap
ketengikan) karena adanya tokoferol yang larut dalam minyak.
Dengan proses winterisasi, minyak jagung dapat diolah menjadi
minyak salad dan sebagai hasil sampingannya adalah mentega putih. Minyak
salad yang ditambah garam dan flavoring agent berupa rempah-rempah akan
mengahsilkan mayonnaise.
Gambar 2.4 Metode pemurnian minyak jagung secara umum.
II.2.2.5. Minyak Kelapa Sawit (CPO)
Crude Palm Oil (CPO) merupakan hasil olahan daging buah kelapa sawit melalui proses perebusan Tandan Buah Segar (TBS), perontokan, dan
telah mengalami beberapa proses, yaitu sterilisasi, pemerasan, dan klarifikasi.
Minyak ini merupakan produk level pertama yang dapat memberikan nilai
tambah sekitar 30% dari nilai tandan buah segar.
(a) (b)
Gambar 2.5 (a) Minyak sawit
(b) Tumbuhan Kelapa sawit
CPO dapat digunakan sebagai bahan baku industri minyak goreng,
industri sabun, dan industri margarin. Dilihat dari proporsinya, industri yang
selama ini menyerap CPO paling besar adalah industri minyak goreng (79%),
kemudian industri oleokimia (14%), industri sabun (4%), dan sisanya industri
margarin (3%). Pemisahan CPO dan PKO dapat menghasilkan oleokimia dasar
yang terdiri atas asam lemak dan gliserol.
II.3. PENGGUNAAN MINYAK ISOLASI MINERAL
Berikut ini akan diuraikan secara singkat penggunaan minyak
isolasi pada beberapa peralatan tegangan tinggi, antara lain :
a. Transformator daya
Penggunaan tranformator daya dalam sistem tenaga listrik memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dengan kebutuhan dan
ekonomis untuk tingkat- tingkat keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan
Transformator memerlukan minyak isolasi sebagai bahan
pengisolasian bagian-bagian dari transformator, seperti isolasi antar belitan,
belitan inti, dan belitan dengan badan (casing) transformator. Disamping itu
juga, minyak isolasi berfungsi sebagai bahan pendingin atau menyalurkan
panas ke sirip-sirip transformator, serta sebagai pemadam busur api apabila
terjadi percikan-percikan dalam belitan transformator.
b. Kapasitor daya
Kapasitar daya banyak digunakan pada peralatan-peralatan tenaga
listrik, baik yang berfungsi sebagai filter, perbaikan faktor daya, maupun untuk
penyearah tegangan tinggi. Pemasangan kapasitor pada sistem tegangan listrik
menimbulkan daya reaktif untuk memperbaiki faktor daya dan tegangan,
karenanya menambah kapasitansi sistem dan mengurangi rugi-rugi daya dan
tegangan.
Penggunaan minyak isolasi pada kapasitor berfungsi sebagai bahan
dielektrik, sebagai pendingin, dan sebagai pencegah terjadinya rongga udara di
antara elektroda kapasitor.
c. Kabel daya
Penggunaan minyak isolasi pada kabel daya adalah sebagai bahan isolasi antar perisai konduktornya dengan isolasi terluarnya. Minyak isolasi
juga berfungsi sebagai bahan pendingin pada kabel daya.
d. Pemutus tenaga ( Circuit Breaker)
Jenis pemutus tegangan yang biasa dipakai dalam sistem tenaga listrik adalah jenis pemutus udara, pemutus minyak, pemutus hampa udara, dan
jenis pemutus gas elektronegatif (SF6).
Pemadaman busur api saat bekerjanya pemutus tenaga sangat
penting sekali, karena busur api tersebut dapat merusak peralatan maupun
komponen-komponen pemutus tenaga itu sendiri. Minyak isolasi pada pemutus
tenaga berfungsi sebagai pemutus busur api tersebut.
II.4. MEKANISME KEGAGALAN ISOLASI CAIR
Jika suatu tegangan dikenakan terhadap 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 :
1. Aliran listrik yang besarnya ditentukan oleh karakteristik rangkaian
2. Lintasan cahaya yang cerah dari elektroda yang satu ke elektroda yang
lain.
3. Terjadi gelembung gas dan butir butir zat padat hasil dekomposisi zat cair
4. Terjadi lubang pada elektroda
Mekanisme kegagalan isolasi cair adalah mekanisme yang
cair itu sendiri, serta adanya benda-benda asing (gelembung dan partikel
padat) dalam isolasi cair. Beberapa teori telah dibuat untuk menjelaskan
mekanisme kegagalan isolasi cair, yaitu :
1. Mekanisme Tembus Listrik Gelembung Gas
Gelembung gas timbul dikarenakan beberapa hal, yaitu :
- Permukaan elektroda yang tidak rata, sehingga terdapat rongga atau
celah udara di permukaannya.
- Adanya tabrakan yang tidak rata, sehingga terdapat rongga atau celah
udara di permukaannya
- Penguapan isolasi cair karena percikan bunga api pada elektroda yang
tajam dan tidak teratur.
- Perubahan suhu dan tekanan pada isolasi cair
Gelembung tersebut mempunyai kuat medan listrik (Eg) yang
dinyatakan dalam rumus
Eg=
E0
...(2.5)Dimana, ɛ1 = permitivitas minyak isolasi
E0 = medan listrik dalam minyak isolasi tanpa gelembung gas
Jadi proses kegagalan terjadi apabila nilai Eg melebihi nilai dari
kekuatan dielektrik gas, sehingga gas yang berada pada gelembung mengalami
tembus listrik. Hal ini mennyebakan penguraian zat cair yang menimbulkan
E
A K
Gambar 2.6 Timbulnya Gelembung-gelembung Baru
Gelembung-gelembung tersebut akan mengikuti arah dari medan
listrik, sehingga akan terjadi barisan gelembung gas yang akan menjembatani
kedua elektroda, sehingga terjadi tembus listrik.
E
A K
Gambar 2.7 Barisan Gelembung Yang menjembatani kedua Elektroda
2. Mekanisme Tembus Listrik Butiran Padat
Butiran padat biasanya berasal dari udara atau debu, jika butiran
padat tersebut dikenai oleh medan listrik, maka butiran terdsebut akan
mengalami gaya (F) yang dinyatakan dalam rumus :
F=
gradDimana, ɛ1 = permitivitas minyak isolasi r = jari-jari butiran padat
ɛ2 = permitivitas butiran padat E = kuat medan listrik
Jika ɛ2 > ɛ1 , F searah dengan E
Jika ɛ2 < ɛ1 , F berlawanan arah dengan E
Butiran padat tersebut akan bergerak dan menghubungkan kedua elektroda.
[image:30.595.224.405.344.438.2]apabila butiran tersebut bersifat konduktor, maka akan terjadi tembus listrik
(Gambar 2.8)
E
A K
Gambar 2.8 Butiran Padat yang Bergerak dan Menghubungkan kedua Elektroda
3. Mekanisme Tembus Listrik Butiran Cair
Bola cair tercipta karena adanya air dalam minyak isolasi, jadi
proses tembus listrik dimulai dari bola cair yang tidak stabil karena dikenai
oleh medan listrik, bola cair yang tidak stabil ini akan memanjang atau
melonjong (spheroid) searah dengan medan listrik yang diberikan (Gambar
E
Gambar 2.9 Bola Cair Yang Memanjang/Melonjong Searah Medan Listrik
Bola cair tersebut akan memenuhi dua pertiga dari celah elektroda
sehingga terjadi lah kanal peluahan yang menyebabkan tembus listrik terjadi
(Gambar 2.10)
E
A K
Gambar 2.10 Bola Cair Memenuhi Duapertiga Dari Celah Elektroda
II.7. KEKUATAN DIELEKTRIK
Suatu dielektrik tidak mempunyai elektron-elektron bebas,
melainkan elektron-elektron yang terikat pada inti atom unsur yang
membentuk dielektrik tersebut. Pada Gambar 2.11 ditunjukkan suatu bahan
dielektrik yang ditempatkan di antara dua elektroda piring sejajar. Apabila
kedua elektroda tersebut diberi tegangan searah V, maka timbul medan elektrik
(E) di dalam dielektrik. Medan elektrik ini memberikan gaya kepada
elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron-elektron bebas. Dengan kata
lain medan elektrik merupakan beban terhadap dielektrik agar berubah sifatnya
[image:31.595.247.427.293.385.2]V
-+
E
[image:32.595.198.423.84.156.2]Elektroda Elektroda Dielektrik
Gambar 2.11 Medan Elektrik Dalam Dielektrik
Beban yang dipikul dielektrik ini disebut terpaan medan elektrik.
Setiap dielektrik mempunyai batas kemampuan untuk memikul terpaan
elektrik. Jika terpaan elektrik melebihi batas dan berlangsung cukup lama,
maka dielektrik akan menghantarkan arus atau gagal dalam melaksanakan
fungsinya sebagai isolator. Hal ini disebut sebagai tembus listrik atau
“breakdown”. Jadi Kekuatan dielektrik bisa diartikan terpaan elektrik tertinggi
yang dapat dipikul suatu dielektrik tanpa menyebabkan dielektrik tersebut
breakdown. Jika suatu dielektrik mempunyai kekeuatan dielektrik Ek , maka
terpaan elektrik yang dapat dipikulnya adalah ≤ E k .
Pada penerapan tegangan kekuatan dielektrik didefinisikan sebagai
perbandingan antara tegangan yang menyebabkan kerusakan atau tembus
listrik (V) dengan tebal isolasi (d) yang memisahkan antara elektroda. Hal ini
dapat dilihat pada persamaan :
E = ...(2.5)
Dengan :
E = Kuat medan listrik yang dapat ditahan oleh dielektrik (kV/cm)
V = Tegangan maksimum yang dibaca alat ukur ( kV)
BAB III
PEMBURUKAN MINYAK ISOLASI
III.1. UMUM
Kualitas minyak isolasi akan semangkin mengalami pemburukan
setelah minyak isolasi digunakan dalam waktu yang lama. Hal ini terjadi
karena :
- Kenaikan temperatur isolasi setelah peralatan beroperasi
- Kelembapan udara di sekitar minyak isolasi
- Beban mekanis yang dipikul oleh minyak isolasi
- Korona pada bagian-bagian peralatan yang runcing yang berdekatan
dengan minyak isolasi
- Tegangan lebih yang menerpa minyak isolasi
Memburuknya minyak isolasi dapat dilihat dari nilai tan δ yang
semangkin besar dan tahanan isolasi yang semangkin kecil. Oleh karena itu
pengukuran tan δ dan ketahan isolasi harus rutin dilakukan, agar kondisi
buruk yang akan terjadi dapat dideteksi sedini mungkin, sehingga kerusakan
fatal dapat dihindari.
III.2. SYARAT-SYARAT MINYAK ISOLASI
Menurut SPLN 49 – 1 :1982, minyak isolasi harus memiliki
1. Kejernihan
Minyak harus bebas dari materi suspensi atau endapan.
2. Massa Jenis (Density)
Tidak boleh melebihi dari 0,859 g/cm2 pada suhu 20 oC.
3. Viskositas kinematik
Tergantung pada kelas minyak, viskositas kinematik tidak boleh melebihi
[image:34.595.224.419.333.419.2]batas seperti yang ditunjukan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Nilai Viskositas Kinematik Berdasarkan Kelas Minyak
Suhu
Kelas
Minyak Kelas I Kelas II
20 oC -15 oC
-30 oC
40
800
25
1800
-4. Titik nyala (Flash Point)
Titik Nyala juga bergantung pada kelas minyaknya, hal ini dapat dilihat
pada tabel di bawah ini :
Tabel 3.2 Nilai Flash Point Minimun Berdasarkan Kelas Minyak
Kelas Minyak Flash Point Minimum
Kelas I 140 oC
[image:34.595.190.468.610.695.2]5. Titik tuang (Pour Point)
Titik tuang juga bergantung pada kelas minyaknya, hal ini dapat dilihat
[image:35.595.191.470.262.348.2]pada tabel di bawah ini :
Tabel 3.3 Nilai Pour Point Minimun Berdasarkan Kelas Minyak
Kelas Minyak Pour Point Maksimum
Kelas I -30 oC
Kelas II -45 oC
6. Angka kenetralan (Neutralization value)
Tidak boleh melebihi dari 0,03 mg KOH/g.
7. Korosi belerang (Corrosive sulphur)
Klasifikasi strip tembaga tidak boleh di atas 2.
8. Tegangan tembus
Untuk minyak baru, tegangan tembus minyak paling tidak 30 kV. Jika
nilai ini tidak terpenuhi, maka minyak perlu dilakukan perawatan. Setelah
perawatan tegangan, tembus minyak sekurang-kurangnya 50 kV untuk
9. Faktor kebocoran dielektrik ( Tan δ)
Nilai maksimal untuk Tan δ adalah 0,005.
10. Ketahanan oksidasi (Oxidation Stability)
Setelah mengalami oksidasi, minyak harus :
- Angka Kenetralan = maksimum 0,40 mg KOH/g
- Total Lumpur = maksimum 0,10 % dari beratnya
III.3. FAKTOR-FAKTOR PENYEBAB PEMBURUKAN MINYAK ISOLASI
Untuk mengetahui apakah minyak isolasi sudah mengalami
pemburukan atau belum adalah dengan melakukan pengujian-pengujian yang
sifatnya tidak merusak. Kegagalan minyak isolasi sebagai bahan dielektrik
pada peralatan tegangan tinggi, biasanya terjadi karena pemburukan dari
minyak isolasi itu sendiri.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pemburukan dari minyak isolasi
adalah :
1. Panas
Pemanasan yang berlangsung cukup lama dan berlangsung secara
terus-menerus dapat merubah struktur kimia dari minyak isolasi tersebut,
2. Kemurniaan bahan isolasi
Ketidakmurniaan dari bahan dielektrik cair mempunyai pengaruh
besar tehadap sifat isolasi bahan tersebut. Hal ini dapat kita lihat pada minyak
transformator. Jumlah uap air yang ada pada minyak transformator akan
mempengaruhi tegangan tembusnya.
Pengukuran minyak transformator yang terkontaminasi dengan
material pengotor biasanya mempunyai tegangan gagal (Ebd) berkisar antara 0
– 25 kV/mm. Oleh karena itu minyak transformator yang sudah lama dipakai,
harus diuji secara periodik untuk mengetahui kemampuannya. Minyak
transformator yang diuji adalah minyak bagian atas, tengah, dan bawah dan
diuji dengan elektroda standard dengan jarak sela 2,5 mm. Jika Ebd lebih
besar daripada 20 kV ( Ebd >> 20 kV) maka minyak transformator masih
dikatakan baik. Namun bila Ebd lebih kecil daripada 20 kV (Ebd << 20 kV),
maka minyak transformator dikatakan sudah rusak.
3. Kontak dengan udara
Jika minyak isolasi mengalami kontak dengan udara, maka minyak
isolasi akan teroksidasi. Jika hal ini terus terjadi akan menyebabkan
penurunan kualitas minyak yang berdampak pada turunannya kekuatan
4. Korona
Percikan bunga api dari korona akan meningkatkan kadar karbon
pada minyak isolasi dan menimbulkan gelembung-gelembung gas yang bisa
membuat minyak isolasi mengalami tembus listrik.
5. Faktor alamiah
Dalam hal ini adalah faktor umur dari minyak isolasi, biasanya
semangkin lama minyak isolasi digunakan, maka kualitas dari minyak isolasi
tersebut akan berangsur-angsur menurun. Sehinggha pemburukan minyak
isolasi lebih mudah terjadi.
III.4. PENGARUH KENAIKAN SUHU TERHADAP TEGANGAN TEMBUS SUATU MINYAK ISOLASI
Minyak isolasi pada peralatan tegangan tinggi, seperti
transformator, kapasitor daya, kabel daya, ataupun pemutus tenaga ada
saatnya mengalami kenaikan suhu atau diatas suhu kerjanya. Kenaikan suhu
akibat beban lebih terjadi apabila beban lebih tersebut berlangsung cukup
lama. Pada keadaan hubung singkat kenaikan suhu terjadi akibat arus yang
cukup besar yang mengakibatkan pemanasan pada minyak isolasi.
Keadaan suhu tertentu, kadar air yang diserap dalam minyak isolasi
dapat menguap dengan membentuk gelembung udara, sehingga kadar air
tiba-tiba. Kenaikan suhu secara tiba-tiba dapat juga menimbulakn
pemburukan, karena dapat menimbulkan gelembung-gelembung gas yang
dapat menyebabkan kegagalan pada minyak isolasi.
Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalan
pada minyak isolasi yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas
di dalam minyak isolasi. Sebab-sebab timbulnya gelembung gas ini adalah :
- Permukaan elektroda yang tidak rata, sehingga terdapat rongga atau
celah udara di permukaannya.
- Adanya tabrakan yang tidak rata, sehingga terdapat rongga atau celah
di udara di permukaannya.
- Penguapan minyak isolasi karena adanya percikan bunga api pada
elektroda yang tajam dan tidak teratur.
- Karena perubahan suhu dan tekanan pada minyak isolasi.
Kuat medan lisrik dalam gelembung gas pada minyak isolasi
dinyatakan dalam persamaan berikut :
E
b=
E
0...(3.1)
Dimana, ɛ1 = permitivitas minyak isolasi
E0 = medan listrik dalam minyak isolasi tanpa gelembung gas
Bila Eb sama dengan medan batas untuk ionisasi gas, maka
percikan gelembung gas akan terjadi. Hal ini mempercepat pembentukan
gelembung gas yang dapat mengakibatkan kegagalan pada minyak isolasi
Akibat pengaruh medan listrik yang kuat di antara elektroda,
gelembung-gelembung udara pada minyak isolasi akan memanjang searah
dengan arah medan listrik (Gambar 3.1). hal ini terjadi karena,
[image:40.595.237.412.205.376.2]gelembung-gelembung tersebut berusaha membuat energi potensialnya minimum.
Gambar 3.1 Pengaruh medan listrik terhadap gelembung udara pada minyak isolasi
Gelembung-gelembung tersebut akan semangkin memanjang
seiring dengan meningkatnya medan listrik, sehingga akan membentuk
jembatan atau kanal yang menghubungkan kedua elektroda. Hal ini akan
mengawali terjadinya kegagalan isolasi.
Timbulnya gelembung udara juga dipengaruhi oleh viskositas dari
minyak isolasi, semangkin naik suhu maka viskositas dari minyak isolasi
akan turun, sehingga menimbulkan formasi gelembung.
Gelembung-gelembung tersebut akan bertambah besar seiring meningkatnya energi ikat
yang diberikan dan diameter gelembung juga akan bertambah sehingga
III.5. PENGARUH KENAIKAN SUHU TERHADAP VISKOSITAS MINYAK ISOLASI
Viskositas adalah kekentalan dari minyak isolasi, yang dinyatakan
dengan kemampuan minyak isolasi untuk mendisipasikan panas yang terjadi
pada peralatan, seperti transformator, kapasitor daya, atau pemutus tenaga
(circuit breaker). Biasanya minyak isolasi yang digunakan pada peralatan
tegangan tinggi adalah minyak isolasi dengan viskositas yang rendah, agar
aliran atau sirkulasi minyak dapat mengisi celah udara yang ada di dalam
peralatan tersebut.
Pengaruh kenaikan suhu terhadap viskositas minyak isolasi adalah
semangkin suhu meningkat maka viskositas minyak isolasi akan semangkin
turun. Namun kenaikan suhu ini mempunyai batas tertentu yang diijinkan,
sehingga peralatan tidak mengalami gangguan. Jika viskositas turun maka
pendisipasian panas akan mempercepat pemburukan minyak isolasi atau
kemacetan sirkulasi minyak isolasi. Ini merupakan ciri dari minyak isolasi,
jika suhu naik maka tegangan permukaan minyak isolasi akan turun, sehingga
mempengaruhi viskositasnya. Hal ini akan menimbulkan formasi gelembung
BAB IV
PENGUJIAN PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP
KEKUATAN DIELEKTRIK MINYAK KELAPA MURNI (VCO)
IV.1. UMUM
Untuk mengetahui kekuatan dielektrik minyak isolasi, maka perlu
dilakukan pengujian tegangan tembus terhadap minyak tersebut. Pengujian
dilakukan di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik USU.
Minyak isolasi yang akan diuji adalah minyak dari kelapa. Metode
pengujian terhadap tegangan tembus minyak kelapa murni yang dipengaruhi
perubahan suhu tersebut disesuaikan dengan standar JIS.
IV.2. PERALATAN PENGUJIAN
1. Trafo Uji 220 V / 100 kV, 5 kVA, 50 Hz
2. Voltmeter AC
3. Bejana dengan Elektroda Bola standar
4. Pemanas
IV.3. RANGKAIAN PENGUJIAN
Gambar 4.1. Rangkaian Pengujian Tembus Minyak
Dimana : AT = Autotrafo
TU = Trafo Uji
PT = Trafo Ukur
V = Voltmeter AC
EB = Elektroda Bola
IV.4. PROSEDUR PENGUJIAN
1. Rangkaian dibuat seperti pada gambar 4.1. Jarak sela bola diatur 2,5 mm.
2. Minyak kelapa murni dituang kedalam ketel pemanas, hingga sampai pada
suhu 100oC. Masukkan thermometer untuk mengetahui suhu minyak.
3. Setelah suhu minyak kelapa murni telah mencapai 100 oC, minyak dituang
secara perlahan ke dalam bejana. Ukur kembali suhu minyak, untuk
4. Saklar utama (S1) ditutup dan AT diatur hingga tegangan sekundernya nol.
5. Naikkan tegangan input pada TU secara bertahap sampai minyak tembus
listrik.
6. Catat nilai tegangan tembus pada voltmeter (V).
7. Saklar utama dan saklar sekunder (S2) dibuka.
8. Minyak kelapa murni pada bejana diaduk perlahan-lahan untuk
menghilangkan gelembung udara yang timbul saat tembus listrik.
9. Minyak dibiarkan selama kurang lebih 4 – 5 menit, agar suhu minyak turun
menjadi 90 oC.
10. Ulangi prosedur 4 – 8, untuk suhu 900C.
11. Ulangi prosedur 4 – 9, untuk suhu 800C,700C,600C,500C,400C,300C, dan
28,210C.
12. Setelah percobaan selesai, saklar primer dibuka.
13. Ulangi percobaan di atas sebanyak lima kali percobaan.
IV.5. DATA HASIL PENGUJIAN
Dari pengujian yang telah dilakukan, maka diperoleh data hasil
pengujian tegangan tembus minyak kelapa murni sebagai berikut.
• Suhu 100oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 10,0
2 9,7
3 10,3
4 9,8
5 10,2
[image:45.595.148.519.200.415.2]Rata – rata 10
Tabel 4.1 Nilai tegangan tembus pada suhu 100oC • Suhu 90oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 11,0
2 11,2
3 11,1
4 10,4
5 11,7
Rata – rata 11,08
[image:45.595.148.516.473.697.2]• Suhu 80oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 12,1
2 11,9
3 12,2
4 11,9
5 12,4
[image:46.595.149.517.96.313.2]Rata – rata 12,1
Tabel 4.3 Nilai tegangan tembus pada suhu 80oC
• Suhu 70oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 12,4
2 12,7
3 12,8
4 12,2
5 12,3
Rata – rata 12,48
[image:46.595.150.513.410.623.2]• Suhu 60oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 13,4
2 13,6
3 13,2
4 13,7
5 13,3
[image:47.595.151.517.99.313.2]Rata – rata 13,44
Tabel 4.5 Nilai tegangan tembus pada suhu 60oC
• Suhu 50oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 14,0
2 13,7
3 13,7
4 13,3
5 13,9
Rata – rata 13,72
[image:47.595.147.517.407.625.2]• Suhu 40oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 14,1
2 14,0
3 14,4
4 14,2
5 14,0
[image:48.595.151.518.101.312.2]Rata – rata 14,14
Tabel 4.7 Nilai tegangan tembus pada suhu 40oC
• Suhu 30oC
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 14,8
2 14,7
3 15,0
4 14,8
5 15,0
Rata – rata 14,86
[image:48.595.150.513.409.623.2]• Suhu ruangan (28,21oC)
Pengujian Tegangan tembus (KV)
1 14,9
2 15,0
3 15,1
4 14,8
5 15,0
[image:49.595.149.516.96.317.2]Rata – rata 14,96
Tabel 4.9 Nilai tegangan tembus pada suhu ruangan (28,21oC)
IV.6. ANALISIS DATA
Dari hasil data pengujian, dapat dicari nilai kekuatan dielektrik dari
minyak kelapa murni, dengan rumus :
E = ...
(4.1)
Dengan :
E = Kuat medan listrik yang dapat ditahan oleh dielektrik (kV/cm)
V = Tegangan maksimum yang dibaca alat ukur ( kV)
S = Jarak sela antar elektroda = 0,25 cm
p = ; q = , dengan R,r = radius masing-masing elektroda
= 0,5 cm
Maka, didapat nilai p = 1,5 dan q = 1, kemudian berdasarkan tabel pada
Lampiran, maka faktor efisiensi untuk f(1,5;1) = 0,850
Jadi, untuk suhu :
• 100 OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 47,05 kV/cm
• 90 OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 52,14 kV/cm
• 80 OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 56,94 kV/cm
• 70 OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 58,72 kV/cm
• 60 OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 63,24 kV/cm
• 50 OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 64,56 kV/cm
• 40 OC
• 30 OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 69,92 kV/cm
• 28,21OC
Kekuatan dielektriknya adalah E = = 70,4 kV/cm
Hasil data percobaan dan hasil perhitungan kekuatan dielektrik
minyak kelapa murni, dapat dibuat grafik antara kekuatan dielektrik (E) dengan
[image:51.595.164.526.323.541.2]perubahan suhu (Gambar 4.2).
Gambar 4.2. Grafik Kekuatan Dielektrik dengan Suhu Minyak
Dari gambar grafik percobaan perubahan kekuatan dielektrik
minyak kelapa murni, dapat diketahui bahwa terjadi perubahan kekuatan
dielektrik apabila suhu semangkin meningkat dan menurun. Sebagai contoh
pada suhu ruangan 28,21OC, kekuatan dielektriknya 70,4 kV/cm, sedangkan O 0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 20 40 60 80 100 120
K e ku a ta n d ie le kt ri k (kV /c m)
Linear model Poly4:
f(x) = p1*x^4 + p2*x^3 + p3*x^2 + p4*x + p5
Coefficients (with 95% confidence bounds):
p1 = 7.869e-007
p2 = -0.0002569
p3 = 0.02692
p4 = -1.368
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. KESIMPULAN
1. Suhu memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap kekuatan dielektrik dari
minyak kelapa murni, semakin tinggi suhu maka kekuatan dielektrikya akan
semakin kecil atau dengan kata lain kekuatan dielektrik berbanding terbalik
dengan suhu.
2. Dari percobaan didapat kekuatan dielektrik tertinggi terjadi pada suhu ruangan
28,21oC yaitu 70,4 kV/, dan terendah terjadi pada suhu 100oC 47,05 kV/cm.
3. Dari segi kelayakan, berdasarkan SPLN 49 – 1 :1982, minyak kelapa murni
belum memenuhi standar sebagai minyak isolasi baru.
V.2. SARAN
1. Untuk penelitian lebih lanjut, sebaiknya digunakan heater untuk menjaga suhu
minyak agar konstan.
2. Perlunya pencarian bahan additif untuk menaikkan kekuatan dielektrik minyak
3. Meningkatkan pengetahuan mengenai bahan isolasi cair dan melestarikan
bahan-bahan anorganik maupun organik sebagai bahan dasar pembuatan isolasi
DAFTAR PUSTAKA
1. Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi, PT. Pradnya Paramita,
Jakarta. 1978
2. Budiyantoro, Eko, Analisis Tegangan Tembus Minyak Kelapa Murni
(Virgin Coconut Oil) Sebagai Isolasi Cair Dengan Variasi Elektroda Uji,
Skripsi, Semarang : Universitas Diponegoro. 2007,
http://eprints.undip.ac.id/25689/
3. Bangun, R. H. A., Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Kekuatan
Dielektrik Minyak Jarak, Skripsi, Medan : Universitas Sumatera Utara.
2011
4. L. Tobing, Bonggas, Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi, PT.
Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. 2003
5. L. Tobing, Bonggas, “ Diktat Kuliah Gejala Medan Tinggi Jurusan Teknik
Elektro FT-USU”, Medan.2005
6. L. Tobing, Bonggas, Peralatan Tegangan Tinggi, PT. Gramedia Pustaka
Utama, Jakarta. 2003
7. Lucas, J.Ronan, High Voltage Engineering, Cyclostyled form, Srilanka.
2001
8. Latif, Melda, Pengaruh Temperatur Terhadap Kekuatan Dielektrik Minyak
Nabati Sebagai Bahan Isolasi Tranformator Daya, Laporan Penelitian.
Padang : Universitas Andalas. 2008, http://repository.unand.ac.id/1221/
9. Naidu, M.S dan V. Kamaraju, High Voltage Engineering Second Edition,
10.Nasution, Zulkifli, Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar
Alternatif, Laporan Penelitian. Medan : Universitas Sumatera Utara. 2005.
11.Panggabean, Samuel, Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Kekuatan
Dielektrik Berbagai Minyak Isolasi Transformator (Gulf, Nynas, Shell
Dialla B, dan Total), skripsi, Medan : Universitas Sumatera Utara. 2008
12.Salam, Mazen Abdel, dkk , High Voltage Engineering Theory and
Practise Second Edition, Revised, expanded, Marcel Dekker, Basel, 2000
13.Setiabudy Rudy, Material Teknik Listrik, UI Press. Jakarta. 2007
14.Timoti,Hana, Aplikasi Teknologi Membran Pada Pembuatan Virgin
Coconut Oil (VCO). Laporan Penelitian. PT. Nawapanca Adhi Cipta. 2005
15.SPLN 49 – 1 : 1982, “Specification for New Insulating Oils for
Transformers and Switchgear”, Perusahaan Umum Listrik Negara. 1982
16.SPLN 49 – 2 : 1982, “Minyak Isolasi”, Perusahaan Umum Listrik Negara.
LAMPIRAN
NILAI FAKTOR EFISIENSI MEDAN η UNTUK SUSUNAN ELEKTRODA BOLA
p
q
1
1
1,5
0,850
2
0,563
3
0,563
4
0,449
5
0,372
6
0,318
7
0,276
8
0,244
9
0,218
10
0,197