ANALISA POLA PARTIAL DISCHARGE PADA AIR YANG
TERKONTAMINASI BAKTERIDENGAN METODE DIELECTRIC
BARRIER DISCHARGE
(DBD)
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Jenjang Pendidikan
Strata-1di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Andalas
OLEH : AKMAL MALIK
0910952020
PEMBIMBING : Dr.Eng. ARIADI HAZMI NIP : 19750314 199903 1 003
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
ABSTRAK
Penelitian ini menentukan kadar pencemaran air yang terkontaminasi
bakteri yang dilakukan dengan teknik pengukuran Partial Discharge (PD) dengan
cara menganalisa pola dan karakteristik pola PD dengan metode Dielectric Barrier
Discharge (DBD) pada sampel uji air sumur, air sungai dan air gunung. Konfigurasi
elektroda yang digunakan pada penelitian ini adalah elektroda jarum dan silinder
plat. Cara yang dilakukan untuk mengetahui kadar pencemaran bakteri dapat dilihat
dari jumlah PD dan arus plasma maksimum yang terjadi pada sampel uji.
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan terhadap sampel uji
masing-masing sumber air didapatkan jumlah PD paling besar dan arus plasma maksimum
paling kecil terjadi pada air gunung. Karakteristik PD ini menunjukkan bahwa
semakin besar jumlah PD total didapatkan maka arus plasma maksimum akan
semakin kecil. Pola PD yang terjadi pada masing-masing sampel uji ini sebagian
besar hanya terjadi pada fasa positif dan hampir tidak terjadi pada fasa negatif.
ABSTRACT
This research is to determine the degree of water that is contaminated by
bacteria contamination is done by using the measurement of Partial Discharge
(PD) by analyzing the patterns and characteristics of PD pattern with Dielectric
Barrier Discharge method (DBD) in the test sample well water , river water and
mountain water . Electrode configuration used in this research is the needle
electrode and the plate cylinder . How that is done to determine the levels of
bacterial contamination can be seen from the number of PD and maximum plasma
currents that occur in the test sample . Based on the results of tests that have been
performed on a test sample of each water source obtained the greatest number of
PD and the smallest maximum plasma flows occur in mountain water . PD
characteristics shows that the greater the total number of PD obtained the
maximum plasma current will be smaller . PD pattern that occurs in each test
sample is largely only occurs in the positive phase and almost never happens on
the negative phase .
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air tidak bisa dilepaskan dari kehidupan manusia. Sebagian besar penduduk
menggunakan air tanah sebagai sumber air minum sehari–hari. Namun, terkadang
dalam penggunaannya, manusia seringkali tidak memperhatikan aspek kebersihan
sehingga mereka membuang limbah rumah tangga tidak pada tempatnya sehingga
dapat mengakibatkan sumber-sumber air menjadi terkontaminasi.
Untuk mengantisipasi pengembangan dimasa mendatang dengan semakin
meningkatnya tuntutan masyarakat akan kebutuhan air bersih maka perlu dilakukan
analisis kualitas air. Oleh karena itu, diperlukan pemeriksaan terhadap
sumber-sumber air seperti air sungai, air sumur serta air di pegunungan. Salah satu metode
pemeriksaan uji kualitas air yakni dengan mengukur kadar bakteri yang ada pada
suatu sumber air, sebab bakteri berkembang pada sumber air yang tercemar limbah
rumah tangga.
Teknik pengukuran peluahan parsial atau Partial Discharge (PD) terus
dikembangkan hingga saat ini. Karakteristik pola dalam pengukuran PD tidak
hanya dimanfaatkan dalam sistem tenaga listrik, diharapkan juga pada bidang kimia
yaitu dalam penentuan kadar bakteri dalam air .
Pada hakikatnya penentuan kadar bakteri yang terkandung dalam air dapat
dilakukan dengan uji labor kesehatan. Tetapi pada uji labor kesehatan
membutuhkan parameter yang beragam serta alat dan bahan kimia yang cukup
2 pengukuran PD ini proses teknisnya tidak membutuhkan parameter-parameter
yang beragam dalam penentuan kadar bakteri terkandung. Proses teknis
pengukuran PD ini adalah dengan memanfaatkan sumber listrik tegangan tinggi,
dengan demikian hanya tergantung pada besar tegangan dan lama waktu pengujian
dalam proses pengukuran PD sehingga teknik pengukuran PD ini dapat digunakan
lebih mudah dalam pengujian bakteri pada air.
Adapun penelitian dan tulisan yang mengambil topik yang berhubungan
mengenai analisa pola PD pada air yang terkontaminasi bakteri dengan metode
DBD, diantaranya adalah:
1. Frenky Fadly dalam tugas akhir yang berjudul “Analisa Pola Peluahan
Parsial pada Air Minum yang Terkontaminasi Bakteri E. Coli dan
Coliform dengan Metode Peluahan Berpenghalang Dielektrik
(Dielektrik Barrier Discharge (DBD))” membahas pola dan
karakteristik peluahan sebagian terhadap kadar pencemaran bakteri E.
Coli dan Coliform pada air minum dengan metode Peluahan
Berpenghalang Dielektrik (Dielectric Barrier Discharge (DBD)).
(Fadly, Frenky. 2014).
2. Yulva Anthony dalam tugas akhr yang berjudul “Analisa Pola Peluahan
Sebagian sebagai Metode Penentuan Tingkat Kosentrasi Glukosa
Terlarut dalam Aquades” membahas fenomena dan proses peluahan
sebagian pada zat cair dengan metode Peluahan berpenghalang
Dielektrik (Dielectric Barrier Discharge (DBD)). (Anthony, Yulva.
3 Pada penelitan tugas akhir ini mengembangkan dari penelitian pengukuran
analisa PD yang dilakukan oleh penelitian sebelumnya. Pada penelitian sebelumnya
hanya mengkaji analisa pola PD pada glukosa (Yulva, 2014) dan analisa pola PD
pada Coliform (Frenky, 2014) dimana sampel pola PD yang digunakan masih
terfokus pada satu senyawa. Sedangkan pada penelitian ini analisa pola PD
dilakukan pada sampel yang lebih aplikatif dimana sampel sendiri diambil lansung
dari sumber air yang berada pada lingkungan alam yaitu air sumur, air sungai dan
air gunung. Penelitian pengukuran ini menggunakan skala laboratorium dengan
sistem pengukuran yang mendeteksi pulsa arus (muatan) yang ditimbulkan oleh PD
menggunakan plasma metode peluahan berpenghalang dielektrik (Dielectric
Barrier Discharge (DBD)) untuk mengetahui karakteristik PD terhadap kadar
bakteri terkandung dalam masing-masing sumber air dengan menganalisa pola PD
yang terjadi selama pengukuran. Untuk itu, penulis mengangkat judul tugas akhir
dengan judul “ANALISA POLA PARTIAL DISCHARGE PADA AIR YANG TERKONTAMINASI BAKTERI DENGAN METODE DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE (DBD).
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini meliputi :
1. Mendapatkan pola dan karakteristik peluahan sebagian terhadap
masing-masing sumber air yaitu air sungai, air sumur dan air pegunungan dengan
metode Peluahan Berpenghalang Dielektrik (Dielectric Barrier Discharge
4 2. Membandingkan kadar pencemaran bakteri yang terkontaminasi pada
masing-masing sumber air dengan pola dan karakteristik peluahan sebagian
yang didapatkan.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Sampel yang digunakan adalah air sungai pada sungai batang kuranji , air
sumur di gunung pangilun dan air gunung talang
2. Reaktor yang digunakan adalah 1 buah reaktor berbahan kaca dengan
tinggi 9,6 cm, diameter 6,7 cm, dan ketebalan 2 mm.
3. Elektroda yang dipasang pada reaktor berupa elektroda jarum-plat.
4. Tegangan yang diterapkan adalah tegangan tinggi AC (50 Hz) dalam skala
laboratorium dengan lama penerapan variasi 5 menit, 10 menit, 20 menit,
40 menit dan 60 menit untuk tiap variasi sampel sumber air.
5. Tidak mengkaji pengaruh suhu, tekanan, kelembaban udara serta faktor
luar yang mempengaruhi hasil pengujian karena pengaruhnya sangat kecil
sekali sehingga dapat diabaikan.
6. Pengambilan data sebanyak 1000 titik kejadian/detik dengan interval
waktu perekaman setiap 1 detik menggunakan Tektronix Osiloskop Fosfor
Digital DPO 4000.
1.4 Manfaat Penelitian
5 1. Diharapkan penelitian ini dapat digunakan untuk mengetahui kelayakan dari
masing – masing sumber air untuk di konsumsi.
2. Bagi peneliti dapat memahami mekanisme peluahan sebagian pada zat cair
dengan metode DBD.
1.5 Metodologi Penelitian
Dalam melakukan penelitian tugas akhir ini penulis melakukan :
1. Studi Literatur
Dengan mempelajari literatur yang berhubungan terhadap pembuatan tugas
akhir.
2. Menyiapkan dan merangkai sistem pengukuran
Mempersiapkan semua komponen atau alat pengukuran dan software yang
digunakan untuk pengukuran peluahan sebagian kemudian merangkai
sistem pengukuran tersebut.
3. Pengukuran peluahan sebagian di laboratorium
Melakukan pengukuran atau perekaman data kejadian peluahan sebagian
dan kemudian menyimpan file hasil pengukuran ke dalam harddisk
komputer.
4. Analisis Data
Data hasil penelitian dianalisa sehingga diperoleh kesimpulan.
1.6 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai
6 BAB I Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat
penelitian, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan.
BAB II Dasar Teori
Memuat dasar teori tentang pembangkitan tegangan tinggi bolak-balik
(AC), korona, peluahan sebagian (partial discharge), metode peluahan
berpenghalang dielektrik (DBD) dan plasma.
BAB III Sistem Pengukuran dan Pengolahan Data
Membahas perangkat komponen dan software yang digunakan dalam
sistem pengukuran pulsa peluahan sebagian, persiapan sampel, proses
atau langkah-langkah pengukuran dan pengolahan data hasil pengukuran
(akuisisi data).
BAB IV Analisis Hasil Pengukuran
Menyajikan data-data hasil pengukuran pulsa percobaan peluahan
sebagian pada zat cair dan analisis hasil dan pembahasan penelitian.
BAB V Penutup
Berisikan simpulan dari hasil penelitian dan saran yang disampaikan
