KETAHANAN BAHAN ISOLASI POLYETHILENE
KERAPATAN RENDAH (LDPE) DENGAN MEDIA MINYAK
TRAFO
NYTRO LIBRA NYNAS
TERHADAP AKTIVITAS PD
(PELUAHAN SEBAGIAN)
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Strata-1 pada
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Andalas
OLEH :
NOFRA KOPRIA ASTA BP. 0810952024
PEMBIMBING :
EKA PUTRA WALDI, M. Eng NIP : 197212201998031003
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
iv
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ………...i
KATA PENGANTAR ...ii
DAFTAR ISI ……….iv DAFTAR GAMBAR ………vii
DAFTAR TABEL ……….…....ix
DAFTAR LAMPIRAN ...x
BAB I PENDAHULUAN ………..1
1.1. Latar Belakang ………..1
1.2. Tujuan ………..3
1.3. Pembatasan Masalah ………..3
1.4. Manfaat Penelitian ………..4
1.5. Sistematika Penulisan ………..4
BAB II DASAR TEORI ………..6
2.1. Isolasi Polimer ...6
2.2. Polietilena ...………..9
2.3. PolyethyleneKerapatan Rendah (LDPE) ...11
2.4. Penurunan Kualitas Isolasi ………14 2.5. Bahan Isolasi Cair ………14
2.6. Mekanisme Kegagalan Isolasi Zat Cair ………15
2.6.1. Kegagalan Elektronik pada Zat Cair ………16
2.6.2. Kegagalan gelembung atau Kavitasi pada Zat Zair ……17
v 2.8. Peluahan Sebagian ( Partial Discharge ) di dalam
Bahan Isolasi ...22
2.9. Internal Discharge ………26
2.10. Pendeteksian dan Pengukuran Peluahan Sebagian ………28
2.11. Besar Muatan pada Peluahan Sebagian ………29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN DAN SISTEM PENGOLAHAN DATA ………31
3.1Metodologi ………31
3.2Rancangan dan Sistem Pengolahan Data ………33
3.3 Peralatan dan Bahan ………34
3.3.1.Trafo Tegangan Tinggi ………35
3.3.2.Resistor Proteksi ………35
3.3.3.Elektroda Jarum – Plat Datar ………35
3.3.4.Resistor Pengukuran (RM) ………36
3.3.5.Osiloskop TDS 2000 ………36
3.3.6.Attenuator ………37
3.3.7.Personal Computer (PC) ………37
3.4. Waktu dan Tempat Penelitian ………37
3.4.1. Waktu Penelitian ………....37
3.4.2. Tempat Penelitian ………38
BAB IV HASIL PENGUKURAN DAN ANALISA ………39
4.1.Pengaruh PD Terhadap Waktu Tembus Bahan Isolasi LDPE.…………39
vi
BAB V PENUTUP ………51
5.1. Kesimpulan ………51
5.2. Saran ………52
DAFTAR PUSTAKA ...53
i
ABSTRAK
Pada tugas akhir ini memahami karakteristik dari partial discharge yang
terjadi pada isolasi LDPE. Dengan menggunakan media minyak trafoNytro Libra
Nynas pada sistem elektroda jarum plat, Osiloskop Digital TDS 210 dan PC maka
akan diperoleh keterangan mengenai pengaruh PD terhadap waktu tembus akibat
dari variasi tegangan.
Dari hasil pengukuran, Rata-rata waktu tembus isolasi LDPE dengan
menggunakan tegangan 30 kV dan resistor 375 ohm adalah 2508.75 detik.
Rata-rata waktu tembus isolasi LDPE dengan menggunakan tegangan 32 kV dan
resistor 375 ohm adalah 987.375 detik. Sedangkan rata-rata waktu tembus isolasi
LDPE dengan menggunakan tegangan 34 kV dan resistor 375 ohm adalah 21.875
detik. Jadi dapat disimpulkan pengaruh PD terhadap waktu tembus bahan isolasi
LDPE dengan menggunakan variasi tegangan dimana waktu tembus cenderung
lebih cepat jika tegangan yang diberikan dinaikkan.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Terjadinya kegagalan alat-alat listrik yang bertegangan tinggi ketika dipakai
disebabkan oleh kegagalan isolasi dalam menjalankan fungsinya sebagai isolator tegangan
tinggi. Isolasi sangat berperan penting pada sistem tenaga listrik untuk memisahkan dua atau
lebih penghantar listrik yang bertegangan sehingga diantara penghantar-penghantar tersebut
tidak terjadi lompatan atau percikan api.
Material polimer digunakan sebagai material isolasi pada peralatan listrik tegangan
tinggi. Material polimer ini selain memiliki tegangan tembus yang tinggi, juga memiliki
keuntungan seperti kekuatan dielektrik tinggi, ringan dan mudah dalam proses pembuatan.[1]
Tembus akibat peluahan (discharge breakdown) pada material isolasi polimer
merupakan fenomena yang sangat penting dalam menentukan umur dari isolasi. Selain
disebabkan oleh void dan material konduktif, tembus peluahan bergantung juga pada berbagai
macam parameter, seperti konfigurasi elektroda, ketebalan dielektrik, sifat dan morfologi dari
material.
Yang berpengaruh pada performansi kabel polimer adalah adanya cacat. Cacat itu dapat
timbul dalam bentuk void, ketidakmurnian dan tonjolan pada interface antara lapisan
semikonduktor dan isolasi polimer. Akibat adanya stress listrik yang terus menerus maka akan
terjadi penuaan isolasi polimer dan pada cacat ini tumbuh electrical treeing (pemohonan
listirk). Jika electrical treeing ini menjembatani isolasi, maka kegagalan isolasi akan terjadi.[2]
Partial discharge adalah pelepasan muatan yang disebabkan ionisasi gas pada sistem
isolasi di saat tegangan dalam keadaan nilai kritis. Analisis partial discharge berguna untuk
Fungsi minyak trafo salah satunya digunakan sebagai bahan isolasi cair yang isolasi
cair memiliki kerapatan 1000 kali atau lebih dibandingkan dengan isolasi gas, sehingga
memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi. Oleh karena itu digunakan minyak trafo pada
penelitian ini supaya memberikan ketehanan isolasi yang lebih lama.
Pengukuran PD yang sekarang banyak digunakan adalah dengan mendeteksi pulsa arus
yang ditimbulkan oleh PD tersebut. Sehingga pada tugas akhir ini pengukuran PD dilakukan
dengan sistem pengukuran yang mendeteksi arus (muatan) dengan menggunakan media
minyak trafo Nytro Libra Nynas yang digunakan pada elektroda jarum-bidang untuk
memperkirakan ketahanan material isolasi LDPE terhadap PD dan menyajikan data PD berupa
besar muatan tiap PD dan jumlah pulsa PD yang terjadi selama pengukuran. Dan selama
pengambilan data, minyak trafo tidak difilter.
1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan waktu tembus (breakdown) dan pengaruh
perubahan jumlah PD pada variasi tegangan 30 kV, 32 kV dan 34 kV pada frekuensi 50 Hz
terhadap bahan isolasi LDPE akibat peluahan sebagian dengan menggunakan media minyak
trafo Nytro Libra Nynas pada elektroda jarum - bidang datar .
.
1.3. Pembatasan Masalah
1. Sampel polimer yang digunakan dari jenis LDPE dalam bentuk filmdengan ketebalan
40 µm.
2. Minyak yang digunakan adalah minyak trafo Nytro Libra Nynas dan selama penelitian
minyak ini tidak difilter.
3. Pengukuran dilakukan dengan menggunakanelektroda jarum – bidang datar dengan
jarak 0.5 mm.
4. Tegangan yang diterapkan adalah tegangan AC (50Hz), dengan tegangan kerja 30 kV,
32 kVdan 34 kV pada tahanan 375 .
5. Tidak membahas secara detil alat dan komponen atau media yang digunakan dalam
sistem pengukuran.
6. Karakteristik peluahan sebagian yang diamati besarnya muatan maksimum PD.
1.4. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai informasi kapan saatnya mengganti bahan
isolasi LDPE pada minyak trafo Nytro Libra Nynas sebelum terjadinya kegagalan isolasi akibat
peluahan sebagian.
1.5. Sistematika Penulisan
Laporan Tugas Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, pembatasan masalah,
manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II Dasar Teori
Memuat dasar teori tentang peluahan sebagian (partial discharge) dan
BAB III Metodologi Penelitian dan Sistem Pengolahan Data
Membahas bagaimana proses atau langkah-langkah pengukuran dan
pengolahan data hasil pengukuran, serta perangkat komponen dan
software yang digunakan dalam sistem pengukuran pulsa arus peluahan
sebagian dan persiapan sampel.
BAB IV Hasil Pengukuran dan Analisa
Menyajikan data-data hasil pengukuran percobaan peluahan sebagian
pada polimer LDPE dan analisis hasil percobaan.
BAB V Penutup
