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

(1)

PENGARUH KENAIKAN TEMPERATUR TERHADAP TEGANGAN TEMBUS UDARA PADA ELEKTRODA BOLA TERPOLUSI ASAM

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Energi

Oleh:

CHRISTIAN DANIEL SIMANJUNTAK NIM : 080402087

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

(2)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PENGARUH KENAIKAN TEMPERATUR TERHADAP TEGANGAN TEMBUS UDARA PADA ELEKTRODA BOLA TERPOLUSI ASAM

Oleh :

CHRISTIAN DANIEL SIMANJUNTAK 080402087

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Sidang pada Tanggal 11 Bulan Desember Tahun 2013 di depan penguji :

1. Ketua Penguji : Ir. Hendra Zulkarnaen …………

2. Anggota Penguji : Ir. Zulkarnaen Pane …………

Disetujui Oleh: Pembimbing Tugas Akhir

(Ir. Syahrawardi ) NIP : 19570223 198303 1 002

Diketahui Oleh:

Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU

(3)

Peralatan listrik yang memerlukan udara sebagai bahan isolasinya banyak

dijumpai pada daerah padat industri. Peralatan listrik ini tidak jauh dari

kemungkinan terjadinya peristiwa korosi yang disebabkan oleh polusi seperti

hujan asam di sekitar daerah tersebut. Peristiwa korosi ini akan menyebabkan

perubahan bentuk peralatan listrik yang akan berpengaruh pada distribusi medan

listriknya. Dimana distribusi medan listrik pada peralatan tersebut tidak hanya

dipengaruhi oleh korosi tetapi juga dipengaruhi oleh kondisi temperatur di sekitar

peralatan listrik.

Dalam pengujian ini kondisi temperatur dinaikan di sekitar elektroda bola

yang telah terpolusi asam, dengan jarak sela yang berbeda. Elektroda yang

digunakan berdiameter 5 cm dan 10 cm, serta asam yang digunakan adalah asam

Nitrat (HNO3). Dari hasil pengujian didapatkan bahwa terjadi penurunan

tegangan tembus udara akibat dari kenaikan temperatur disekitar elektroda

bola-bola dan polusi yang terdapat pada elektroda tersebut, besarnya persentase

penurunan tegangan tembus pada berbagai sela sebesar 8,25 %

(4)

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

karena berkatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :

“PENGARUH KENAIKAN TEMPERATUR TERHADAP TEGANGAN

TEMBUS UDARA PADA ELEKTRODA BOLA TERPOLUSI ASAM”

Selama masa perkuliahan sampai menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis

banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu,

penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ayahanda Purba Humala Simanjuntak, Ibunda Warniwati br.Panjaitan,

Saudara/ i penulis : Christine Dameria Putri Simanjuntak, Anggi

Simanjuntak dan Gerry Simanjuntak yang menyediakan segala keperluan,

dan senantiasa memberi dukungan semangat dan doa selama perkuliahan

hingga penyelesaian Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Syahrawardi sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas

segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas

Akhir.

3. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, sebagai Dosen Wali penulis yang membantu

selama mengukuti perkuliahan.

4. Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro

FT-USU dan Bapak Rahmat Fauzi ST, MT selaku Sekretaris Departemen

Teknik Elektro FT-USU.

5. Buat Bang Divo, Bang Martin, Kak Umi, Kak Ester dan seluruh staf

pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU.

(5)

kepada penulis, terima kasih atas perhatian dan doanya selama

penyelesaian tugas akhirini.

7. Teman-teman Asisten Lab Tegangan Tinggi, Wilvian, Wangto, dan

Kentrik. Atas bantuannya selama penulis mengambil data di laboratorium

Teknik Tegangan Tinggi.

8. Buat teman-teman stambuk 08, stambuk 09, stambuk 010 dan

stambuk 011 yang telah memberikan motivasi dalam penyelesaian

tugas akhir ini.

9. Semua pihak yang banyak memberi masukan kepada penulis yang tidak

dapat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan,

untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi

penyempurnaan isi dan analisa yang disajikan. Akhir kata, semoga tulisan ini

bermanfaat bagi pembaca.

Medan, September 2013

Penulis,

(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK... i

KATA PENGANTAR... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR... vii

DAFTAR TABEL ... xiv

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah... 2

1.4 Tujuan Pengujian... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Elektroda Bola... 4

2.2 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Elektroda Bola-Bola…... ... 7

2.2.1 Distribusi Medan Listrik Pada Permukan Yang Rata ... 7

2.2.2 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Yang Tidak Rata ... 7

2.3 Pengaruh Temperatur Terhadap Tegangan Tembus Udara ... 9

2.4 Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Pengukurn Dengan Elektroda Bola-bola... 9

(7)

2.5.1 Faktor yang mempengaruhi korosi... 11

III. METODE PENGUJIAN……… 12

3.1 Tempat dan Waktu ... 12

3.2 Bahan dan Peralatan Serta Metode ... 12

3.2.1 Bahan yang Digunakan dalam Penelitian ... 12

3.2.2 Peralatan yang Digunakan dalam Penelitian ... 12

3.3 Metode yang Dilakukan Dalam Penelitian ... 15

3.4 Rangkaian Penelitian ... 17

3.5 Prosedur Penelitian... 17

3.5.1 Percobaan Pengujian Pengaruh Temperatur Terhadap Tegangan Tembus Dengan Elektroda Bola Tidak Terpolusi Asam ... 17

3.5.2 Pengujian Pengaruh Temperatur Terhadap Tegangan Tembus Dengan Elektroda Bola Terpolusi Asam ... 18

IV. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 20

4.1 Umum ... 20

4.2 Hasil Percobaan Untuk Elektroda Bola berdiameter 10 Cm ... 22

4.2.1 Hasil percobaan untuk jarak sela 1 cm ... 22

4.2.1.1 Analisis Percobaan Untuk Elektroda Bola Berdiameter 10 cm dengan jarak sela 1 cm ... 27

4.2.2 Hasil percobaan untuk jarak sela 1.5 cm... 28

(8)

4.2.4.1 Analisis Percobaan Untuk Elektroda Bola Berdiameter 10 cm dengan jarak sela 2.5 cm ... 45

4.3 Hasil Percobaab Untuk Elektroda Bola berdiameter 5 Cm ... 45

4.3.1 Hasil percobaan untuk jarak sela 1 cm... 45

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 69

5.1 Kesimpulan ... 69

(9)

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Elektroda Bola Susunan Horizontal... 6

Gambar 2.2 Elektroda Bola SusunanVertikal ... 6

Gambar 2.3 Distribusi Medan Listrik Diantara Dua Elektroda Bola Dengan Permukaan yang Rata ... 7

Gambar 2.4 Distribusi Medan Listrik Diantara Dua Elektroda Bola Dengan Permukaan yang Tidak Rata ... 8

Gambar 2.5 Peristiwa Terlepasnya Elekron dari Molekul Netral Akibat Kenaikan Temperatur ... 9

Gambar 2.6 Pengaruh Objek Terhadap Pengukuran Elektron Bola-Bola ... 10

Gambar 2.7 Benda Sebelum Korosi ... 10

Gambar 2.8 Benda Telah Korosi ... 10

Gambar 3.1 Trafo Uji... 12

Gambar 3.2 Auto Trafo ... 13

Gambar 3.3 Tahanan Peredam... 13

Gambar 3.4 Multimeter... 13

Gambar 3.5 Barometer/Humiditymeter/Thermometerdigital ... 14

Gambar 3.6 Termometer Kaca ... 14

Gambar 3.7 Lampu Halogen ... 15

Gambar 3.8 Rangkaian Bola Lampu... 15

(11)

Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Pengaruh Kenaikan Temperatur Terhadap

Tegangan Tembus Udara pada Elektron Bola Terpolusi Asam . 21

Gambar 4.2 Grafik Perhitungan Persentase Penurunan Tegangan Jarak

Sela 1 Cm Dengan Diameter 10 Cm Pada Kondisi Normal ... 23

Sela 1 Cm Dengan Diameter 10 Cm Pada Hari Ke-1 Setelah

Terpolusi Asam ... 24

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Persentase Penurunan Tegangan Tembus

Udara Pada Kondisi Normal Dengan Terpolusi Pada Elektroda

Bola Berdiameter 10 cm Dengan Jarak Sela 1 cm ... 27

Sela 1,5 Cm Dengan Diameter 10 Cm Pada Kondisi Normal .... 29

Sela 1,5 Cm Dengan Diameter 10 Cm Pada Hari Ke-1 Setelah

(12)

Bola Berdiameter 10 cm Dengan Jarak Sela 1.5 cm ... 33

(13)

(14)

Sela 1,5 Cm Dengan Diameter 5 Cm Pada Kondisi Normal ... 53

(15)

Sela 2,5 Cm Dengan Diameter 5 Cm Pada Kondisi Normal ... 64

(16)

DAFTAR TABEL

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

Pada Elektroda Bola-Bola Berdiameter 10 cm ... 22

Tabel 4.2 Nilai Rata-Rata Tegangan Tembus Pada Jarak Sela 1,5 cm