Efek Polaritas dan Fenomena Stres
Tegangan Sebelum Kegagalan Isolasi
pada Sela Udara Jarum-Plat
Dosen Pembimbing :
•
• Dr.Eng Dr.Eng I Made I Made Yulistya Yulistya Negara, Negara, ST,M.ScST,M.Sc
LUQMAN KUMARA 2205 100 129
Latar Belakang
• Tingginya tingkat kerusakan isolasi
• Kebutuhan bahan isolasi yang baik.
Permasalahan
Karakteristik korona pada sela udara
Karakteristik tegangan tembus pada sela
udara
Karakteristik kegagalan isolasi udara
berdasarkan polaritas dan stres tegangan.
Batasan Masalah
• Elektroda Jarum-Plat
• Peristiwa Korona di sekitar Elektroda
Jarum
• Tegangan Tembus (Streamer Breakdown)
Tujuan
• Studi awal mengenai fenomena korona
• Mengetahui pengaruh konfigurasi
elektroda jarum-plat terhadap karakteristik korona dan karakteristik tegangan tembus isolasi udara
Fenomena Korona
Korona merupakan proses dimana arus mungkin diteruskan. Muncul dari sebuah elektroda berpotensial tinggi di dalam sebuah fluida yang netral, biasanya udara,
dengan mengionisasi fluida hingga menciptakan plasma di sekitar elektroda
Corona Inception Voltage
• Corona Inception Voltage atau tegangan
awal korona didefinisikan sebagai
tegangan yang terukur saat terjadi lucutan pertama kali waktu pengujian dilakukan.
• Definisi ini sebagai acuan untuk
mendapatkan nilai inception voltage
Streamer Brakdown Voltage
• Nilai Tegangan Tembus atau Streamer
Breakdown Voltage adalah nilai tegangan
saat telah terjadi percikan secara kontinyu.
• Definisi ini sebagai acuan untuk
mendapatkan nilai Streamer Breakdown
Pengujian
Dua (2) Jenis Pengujian dalam Tegangan Tinggi :
• Pengujian Merusak (Destructive test)
• Pengujian Tidak Merusak (non-Destructive
Pengukuran Tegangan Tinggi
Pengukuran
Tegangan Tinggi DC Pengukuran
Peralatan Pembangkit Tegangan
Keterangan : 1. Peralatan Pengukuran Tegangan DC 2. Peralatan Pengukuran Tegangan 1 3 2Pengujian Langsung
Hasil Pengujian Langsung (1)
No Sela (cm) Inception Voltage Korona (kV)0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 12.6 14.4 16.4 17.2 2 3 14.8 16.4 17.4 18.2 3 4 16.2 18.6 18.8 20
Rata-Rata Nilai dan Grafik Inception Voltage Korona Pada Isolasi Udara Tegangan AC
lanjutan
Rata-Rata Nilai dan Grafik Inception Voltage Korona Pada Isolasi Udara Tegangan DC Positif
No Sela (cm)
Inception Voltage Korona (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 18 20 26 36
2 3 32 36 42 48
Rata-Rata Nilai dan Grafik Inception Voltage Korona Pada Isolasi Udara Tegangan DC Negatif
No Sela (cm) Inception Voltage Korona (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 41.6 47 49.6 55.8 2 3 52.6 56.4 58.6 62.8 3 4 65 68.6 73.8 81
lanjutan
Hasil Pengujian Langsung (2)
Rata-Rata Nilai dan Grafik Streamer Breakdown Korona Pada Isolasi Udara Tegangan AC
No Sela (cm) Streamer breakdown (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 15 17.2 19 20 2 3 17.2 18.6 20 21.2 3 4 19.2 20.8 21.6 22.4
Rata-Rata Nilai dan Grafik Streamer Breakdown Korona Pada Isolasi Udara Tegangan DC Positif No Sela (cm) Streamer breakdown (kV) 0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm 1 2 20 22 31 40 2 3 34 40 46 52 3 4 36 46 44 56
lanjutan
Rata-Rata Nilai dan Grafik Streamer Breakdown Korona Pada Isolasi Udara Tegangan DC Negatif No Sela (cm) Streamer breakdown (kV) 0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm 1 2 43.4 50.4 51.2 58.2 2 3 53.6 57.4 59.6 65.4 3 4 66 70.4 75 82.8
lanjutan
Efek Polaritas dan Stress Tegangan Sebelum Kegagalan Isolasi
Grafik Perbandingan Inception Voltage Korona Elektroda 0.2 mm dengan Sumber Tegangan Berbeda
Grafik Perbandingan Inception Voltage Korona Elektroda 0.4 mm dengan Sumber Tegangan Berbeda
Grafik Perbandingan nilai Tegangan Tembus Elektroda 0.2 mm dengan Sumber Tegangan berbeda
Grafik Perbandingan nilai Tegangan Tembus Elektroda 0.4 mm dengan Sumber Tegangan berbeda
Kesimpulan
1. Semakin besar ujung permukaan elektroda (tip) menghasilkan nilai
Inception Voltage Korona dan nilai tegangan tembus semakin besar
karena semakin tebal media kerapatan udara sebagai media isolasinya.
2. Nilai Inception Voltage Corona dan tegangan tembus untuk tegangan DC negatif lebih besar daripada nilai Inception Voltage Corona dan tegangan tembus tegangan AC dan DC Positif karena pengaruh kuat medan listrik disekitar elektroda jarum dan kuat medan listrik disekitar elektroda plat.
3. Karakteristik kestabilan korona dipengaruhi oleh besarnya permukaan elektroda uji. Dengan semakin besar permukaan elektroda maka
Mekanisme Kegagalan Streamer
• Mekanisme streamer menjelaskan mengenaipengembangan pelepasan percikan langsung dari
banjiran tunggal di mana muatan ruang (space charge) yang terjadi karena banjiran itu sendiri mengubah
banjiran tersebut menjadi streamer plasma. Sesudah itu kehantaran naik dengan cepat, dan kegagalan terjadi dalam alur banjiran ini.
• Ada dua jenis streamer, yaitu :
Positif, atau streamer yang mengarah ke katoda. Negatif, atau streamer yang menuju anoda.
• Pada gambar kiri terlihat mekanisme Townsend, di mana kegagalan terjadi karena banjiran yang berturut-turut.
Trafo Uji
• trafo satu fasa yang mempunyai
perbandingan belitan yang jauh lebih besar dari trafo daya. Trafo uji tidak dirancang untuk pemakaian kontinu,
karena hanya digunakan hanya saat-saat pengujian berlangsung dalam waktu
Konstruksi Trafo Uji
Transformator ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut
1. Perbandingan Jumlah lilitannya (turn ratio N) lebih besar daripada perbandingan pada transformator tenaga, dikarenakan transformator penguji yang dipasang pada laboratorium diterapkan pada tegangan distribusi (127-220 volt), sedangkan tegangan output yang harus dihasilkan adalah tegangan uji beberapa ratus ribu volt.
2. Kapasitas kVA nya kecil dibandingkan dengan kapasitas trafo tenaga oleh karena untuk keperluan mengadakan lompatan api tidak diperlukan tenaga yang besar. Yang diperlukan hanyalah tegangan bukan tenaga.
3. Biasanya satu ujung lilitannya (terminal) ditanam dalam tanah (grounded) untuk keperluan pengamanan dan keamanan.
4. Pada waktu merencanakan isolasi untuk transformator penguji hanya diperhitungkan isolasi terhadap tegangan pengujian maksimum, oleh karena tidak diharapkan bahwa trafo tersebut mengalami tegangan lebih Pada Laboratorium tegangan tinggi teknik elektro ITS, tafo uji yang
