340496299 Silabus Teknik Tegangan Tinggi

(1)

TEKNIK TEGANGAN TINGGI

Mata Kuliah : Gejala Medan Tinggi Kode Mata Kuliah : MKK 1309

Semester : 5

Beban SKS : 2

Sasaran Mata Kuliah :

Mengetahui dasar teknik tegangan tinggi yang meliputi teori dasar medan elektrostatika, teori tembus denyar, phenomena transien tegangan tinggi, serta pembangkitan, pengukuran dan pengujian tegangan tinggi.

Isi Mata Kuliah :

1. Ulasan ulang medan elektrostatis; Hukum-hukum dasar, persamaan maxwell, potensial medan elektrik, medan pada bidang batas.

2. Medan elektrostatis : Persamaan Laplace, metoda muatan, pemetaankonform, dielektrika berlapis.

3. Perhitungan Schwaiger; Mekanisme tembus elektrik pada dielektrika gas, cair dan padat, rugi-rugi dielektrik, peluahan persial, tembus thermal dan penuaan.

Pustaka Acuan :

1. Kuffel, E. Abdullah, M; “High Voltage Engineering” , Pergamon Press London 2. Kind, D; “Pengantar Experimental Teknik Tegangan Tinggi”, Penerbit ITB, 1993 3. Kind, D., Kaemer,H.; “High Voltage Insulation Technology”; Fried Vieweg & Sohn,

Braunscweig.

TE4443 GEJALA MEDAN TINGGI: 2 sks Tujuan:

• Mempelajari dan mengerti tentang fenomena medan tinggi dan bagaimana fenomena ini mempengaruhi alat-alat dan bahan-bahan yang diperlukan dalam teknik elektro sistem tenaga serta persoalan yang berkaitan dengan medan tinggi.

Materi:

• Pendahuluan: rumus-rumus medan listrik, penggunaan komputer untuk perhitungan medan

• Conduction & breakdown in gasses, liquid and solid dielectric

• Penggunaan bahan isolasi

• Beberapa pokok pengujian tegangan tinggi alat-alat listrik

• Teknik pembangkitan & pengujian dengan tegangan tinggi bolak-balik frekuensi rendah

• Teknik pembangkitan & pengujian dengan tegangan tinggi bolak-balik frekuensi tinggi

• Teknik pembangkitan & pengujian dengan tegangan tinggi impuls

• Teknik Pengujian isolasi tak merusak: daya rugi dielektrik, tan δ, merger, dll.

• Beberapa persoalan bahan isolasi

• Beberapa gejala medan tinggi: gejala corona, petir, dielektrika berlapis, dll. Kepustakaan:

• Abduh, Syamsir, Teknik Tegangan Tinggi, Salemba Teknika, 2001.

(2)

• Kind, Dieter, Diterjemahkan oleh Prof. Dr. Ing. K.T. Sirait, Pengantar Teknik Eksperimental Tegangan Tinggi, ITB, 1993.

• Naidu, N.S., and V.Kamaraju, High Voltage Engineering, Tata McGraw Hill, 1995.

Mata kuliah : Gejala Medan Tinggi Kode matakuliah : TKE 431

Beban studi : 2 sks Sifat : W(A)

Prasyarat : TKE 310 (Minimal nilai D)

Tujuan : Memberikan pengertian dan pemahaman tentang tegangan tinggi, pengujian tegangan tinggi, koordinasi isolasi dan gejala-gejala tegangan tinggi.

Pokok bahasan : Pengertian tegangan tinggi, Isolasi dan koordinasi isolasi dalam teknik tegangan tinggi, Teknik pembangkitan dan pengujian dengan tegangan tinggi bolak-balik, Teknik pembangkitan dan pengujian dengan tegangan tinggi impuls, Teknik pembangkitan dan pengujian dengan tegangan tinggi searah, Teknik pengujian isolasi tak merusak, Gejala-gejala tegangan tinggi.

Kepustakaan :

1. Arismunandar. 1979. Teknik Tegangan Tinggi. Jakarta : Penerbit Pradnya Paramita.

2. Dieter Kind. 1978. High-Voltage Experimental Technique. Braunschweig Wiesbaden, Friedr. Vieweg & Sohn.

3. Dieter Kind. 1985. High-Voltage Insulation Technology. Braunschweig Wiesbaden, Friedr. Vieweg & Sohn.

(3)

Mata Kuliah : Teknik Tegangan Tinggi Kode Mata Kuliah :

Semester :

Beban SKS :

Sasaran Mata Kuliah :

Tujuan : Memahami dasar-dasar teori kegagalan pada bahan isolator (padat, cair, gas dan vakum), sifat-sifat elektrik material isolasi tegangan tinggi dan dasar-dasar teknik pembangkit dan pengukuran tegangan tinggi

Prasyarat:

1. Pengukuran Besaran Listrik 2. Medan Elektromagnetik 3. Rangkaian Listrik 1

Pustaka Acuan :

1. Alston; “High Voltage Technology”; Oxford Press. 2. A Arismunandar; “Teknik Tegangan Tinggi Suplemen”.

3. A Arismunandar; “Teknik Tegangan Tinggi”; Pradnya Paramita, Jakarta 4. D.V Razevig; “High Voltage Engineering”; Khana Publisher, India.

5. Dieter Kind; “ Pengantar Teknik Eksperimental Tegangan Tinggi”; penerbit ITB; Bandung.

Mata Kuliah : Teknik Tegangan Tinggi Kode matakuliah : TKE 531

Beban studi : 2 sks

Sifat : W(A)

Prasyarat : TKE 310 (Minimal nilai D)

Tujuan : Mengerti teknik-teknik pembangkit tegangan tinggi (ac, dc dan impuls), memahami teknik-teknik penukuran tegangan tinggi (ac, dc dan impuls), memahami pengujian menggunakan tegangan tinggi.

Materi : Pendahuluan mencakup latar belakang, pengertian, penggunaan, dan penanganan tegangan tinggi serta gejala-gejala yang ditimbulkannnya. Teknik-teknik Pembangkitan Tegangan Tinggi AC, DC dan Impuls. Teknik-teknik pengukuran tegangan tinggi mencakup pengukuran tegangan tinggi AC, DC dan Impuls. Pengujian menggunakan tegangan tinggi (merusak dan tidak merusak) Penanganan dan pengamanan tegangan tinggi.

Laboratorium tegangan tinggi.

Kepustakaan :

1. Kuffel dan Zaengl WS., 1988, High Voltage Engineering, Pergamon Press Inc., New York. 2. Kind., 1979, An Introduction to High Voltage Experimental Technique, Wiley Eastern Limited,

New Delhi.

3. Schwab AJ., 1971, High-Voltage measurement Techniques, The M.I.T Press, Cambridge.

(4)

Semester : 7 Beban SKS : 3

Sasaran mata Kuliah :

Isi Mata Kuliah :

1. Medan elektrostatika, medan sederhana, karakteristik geometri, medan listrik pada bidang batas, medan khusus.

2. Teori tembus denyar pada gas, zat padat, cair, vakum. 3. Phenomena lewat denyar pada pemukiman isolator 4. Phenomena transien pada tegangan tinggi

5. Pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi 6. Pengujian tegangan tinggi.

Pustaka Acuan :

1. KT. Sirait, R. Zoro. Djoko Darwanto, “Teknik Tegangan Tinggi”, Diktat Lab. Tegangan Tinggi-ITB 2. Kind, “An Introduktion to High Voltage Experimental Technique”.

TE4452 PERALATAN TEGANGAN TINGGI: 2 sks Tujuan:

• Mempelajari dan memahami tentang peralatan tegangan tinggi dalam gardu induk dan mampu

• mengaplikasikan di dalam dasar-dasar pemilihan peralatan.

Materi:

• Pengenalan umum peralatan-peralatan yang digunakan di gardu induk

• Lay-out gardu induk

• Peralatan di gardu induk: switchgear, transformator, bushing, dll.

• Gas insulated switchgear

• Pentanahan gardu induk

• Persoalan petir pada gardu induk

• Sistem proteksi pada gardu induk

Kepustakaan:

1. Alston, High Voltage Technology, Oxford University Press, 1968. 2. Bhoumick, EHV Substation and Equipment, Tata McGraw Hill, 1988.

3. Gupta, P.V. and P.S. Satnam, Sub-Station Design andEquipment, Dhanpat Rai & Sons.

4. Jones, New Approaches to The Design and Economics of EHV Transmission Plant, Pergamon Press, 1972.

5. Text for Intensive Lecture on Substation, New JEC, 1989.

(5)

Program Studi : Teknik Elektro

Kode Mata Kuliah : TKE 437

Nama Mata Kuliah : Teknik Tegangan Tinggi

Jumlah SKS : 3 sks

Semester : 7

Mata Kuliah Pra Syarat :

Deskripsi Mata Kuliah :

Peralatan listrik dalam operasinya dapat menderita tegangan ac, dc, ataupun impuls. Suatu pengujian tegangan tinggi mutlak diperlukan baik saat fabrikasi maupun saat terpasang di lapangan untuk menjamin keandalan peralatan tersebut. Untuk keperlukan itu, diperlukan teknik pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi. Mata kuliah ini merupakan mata kuliah pilihan dalam konsentrasi sistem tenaga listrik yang membahas tentang cara membangkitkan, mengukur dan menguji tegangan tinggi baik ac, dc maupun impuls.

Standar Kompetensi :

Mahasiswa dapat memiliki kemampuan menjelaskan cara membangkitkan, mengukur dan menguji tegangan tinggi baik ac, dc maupun impuls.

Kompetens

i Dasar Indikator PembelajaranPengalaman MateriAjar Waktu Alat/Bahan/SumberBelajar Penilaian

Menjelaskan pengantar teknik tegangan tinggi

Setelah mengikuti perkuliahan diharapkan mahasiswa dapat: 1. Menjelaskan pengertian

dasar teknik tegangan tinggi

2. Menjelaskan persoalan-persoalan teknik tegangan tinggi

3. Menjelaskan dasar-dasar pengujian tegangan tinggi

Mengkaji dan mendiskusikan teknik tegangan tinggi secara garis besar.

Pengantar teknik tegangan tinggi

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001 E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, Hal. 1-7

Setelah mengikuti perkuliahan diharapkan mahasiswa dapat: 1. Menjelaskan keperluan dan

fungsi pengujian

2. Menjelaskan cara membangkitkan tegangan tinggi bolak- balik

3. Menjelaskan teknik pengujian tegangan tinggi bolak-balik

Mengkaji dan mendiskusikan cara

membangkitkan dan menguji tegangan tinggi AC frekuensi rendah

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001 E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, Hal 29 – 48 N. H. Malik et al, Electrical Insulation in Power Systems, 1998, Hal. 279 - 281

fungsi pengujian

2. Menjelaskan cara membangkitkan tegangan tinggi bolak- balik frekuensi

Mengkaji dan mendiskusikan car

membangkitkan dan menguji tegangan tinggi AC frekuensi

Teknik

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001 E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering,

(6)

Kompetens

frekuensi

tinggi 3. tinggiMenjelaskan teknik pengujian tegangan tinggi bolak-balik frekuensi tinggi

tinggi tinggi 2000, Hal 29 – 48 N. H. Malik et al, Electrical Insulation in Power Systems, 1998, Hal. 279 - 281

fungsi pengujian

2. Menjelaskan cara membangkitkan tegangan tinggi DC

3. Menjelaskan teknik pengujian tegangan tinggi DC

membangkitkan dan menguji tegangan tinggi

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001 E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, Hal. 9 – 29 N. H. Malik et al, Electrical Insulation in Power Systems, 1998, Hal. 276 - 278

Setelah mengikuti perkuliahan diharapkan mahasiswa dapat:

1. Menjelaskan keperluan dan fungsi pengujian

2. Menjelaskan cara membangkitkan tegangan tinggi impuls

3. Menjelaskan teknik pengujian tegangan tinggi impuls

membangkitkan dan menguji tegangan tinggi

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001 E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, Hal. 48 – 76 N. H. Malik et al, Electrical Insulation in Power Systems, 1998, Hal. 282 - 287

1. Menjelaskan pengukuran tegangan tinggi AC

2. Menjelaskan pengukuran tegangan tinggi DC 3. Menjelaskan pengukuran

tegangan tinggi impuls

Mengkaji dan mendiskusikan cara mengukur tegangan tinggi

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001, Hal

E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, Hal. 77 – 200 IEEE Standard Techniques for High Voltage Testing, 1978, Hal 71-100

1. Menjelaskan keperluan dan fungsi pengujian

2. Menjelaskan kehilangan daya dielektrik dan faktor daya dielektrik serta pengukurannya

3. Menjelaskan pengukuran tan delta tahanan isolasi

Mengkaji dan mendiskusikan teknik

pengujian isolasi tak merusak

Teknik pengujian isolasi tak merusak

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001 E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, Hal. 394 - 459

1. Menjelaskan pengujian tegangan tinggi pada isolator dan bushing 2. Menjelaskan pengujian

tegangan tinggi pada peralatan hubung

3. Menjelaskan pengujian tegangan tinggi pada kawat dan kabel

4. Menjelaskan pengujian tegangan tinggi pada surge diverter

5. Menjelaskan pengujian tegangan tinggi pada transformator

6. Menjelaskan pengujian tegangan tinggi pada

Mengkaji dan mendiskusikan

450’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001 N. H. Malik et al, Electrical Insulation in Power Systems, 1998, Hal. 361 - 375

(7)

Kompetens

mesin-mesin listrik Menjelaskan

koordinasi isolasi

1. Menjelaskan prinsip dan pengertian dasar koordinasi isolasi

2. Menjelaskan karakteristik isolasi dan alat pelindung 3. Menjelaskan penerapan

arrester dalam koordinasi isolasi

4. Menjelaskan faktor surja hubung dan tegangan lebih sementara dalam koordinasi isolasi

Mengkaji dan mendiskusikan koordinasi isolasi

Koordinasi

isolasi 150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001, 39-49

E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, 492-499

1. Menjelaskan pengertian dasar korona dan gangguan radio

2. Menjelaskan faktor korona dan RI dalam perencanaan saluran tegangan tinggi 3. Menjelaskan gangguan

berisik pada tegangan sangat tinggi

Mengkaji dan mendiskusikan beberapa gejala medan tinggi

Beberapa gejala medan tinggi

150’ Spidol, papan tulis, LCD projector, Laptop Arismunandar , A. Teknik Tegangan Tinggi, 2001, Hal. 149-168

Tes essay Tugas 10

TEKNIK TEGANGAN TINGGI

TUJUAN:

MATERI:

- Pendahuluan - Medan Listrik

- Tembus pada gas, cair dan padat

- Pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi, AC, DC dan impuls

PUSTAKA:

1. E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering, 2000, Hal. 9 – 29 2. Kuffel, E. Abdullah, M; “High Voltage Engineering” , Pergamon Press London 3. Abduh, Syamsir, Teknik Tegangan Tinggi, Salemba Teknika, 2001.

4. Arismunandar, Artono, Teknik Tegangan Tinggi, Pradnya Paramita, 1990. 5. Kind, Dieter, Diterjemahkan oleh Prof. Dr. Ing. K.T. Sirait, Pengantar Teknik

Eksperimental Tegangan Tinggi, ITB, 1993.

(8)

Kuffel, E. Abdullah, M; “High Voltage Engineering” , Pergamon Press London

1. Ionization and Decay Processes

1.1. Ionization by Electron Collision 1.2. Photoionization

1.3. Ionization by Interaction of Metastables with Atoms 1.4. Thermal Ionization

1.5. Electron Detachment 1.6. Decay by Recombination

1.7. Decay by Attachment-Negative Ion Formation 1.8. Mobility of Gaseous Ions and Decay by Diffusion 1.9. Cathode Processes

1.9.1. Photoelectric Emission

1.9.2. Electron Emission by Positive Ion and Excited Atom Impact 1.9.3. Thermionic Emission

1.9.4. Field Emission

1.10. Townsend Second Ionization Coeffisient

2. Electric Breakdown in Gases

2.1. The Townsend Criterion for a Spark 2.2. The Sparking Potensial

2.3. Effect of Space Charge on Breakdown Voltage 2.4. The Streamer Mechanism of Spark

2.5. Breakdown Voltage Characteristics in Uniform Fields 2.6. Breakdown In Gas Mixture : Penning Effect

2.7. Breakdown in Compress Gas 2.8. Surge Breakdown Voltage-Time Lag 2.9. Corona DischargeS

2.10. Breakdown in Non-Uniform Fields

2.11. Breakdown under Switching Surge Voltages

3. The Breakdown in Solid and Liquid Dielectrics

3.1. Breakdown in Solids

3.1.1. Intrinsic Breakdown

3.1.2. Electromechanical Breakdown 3.1.3. Streamer Breakdown

(9)

3.2. Breakdown in Loquid

3.2.1. Electronic Breakdown 3.2.2. Cavitation Breakdown

3.2.3. Suspended Particle Mechanism

4. Generation of High Voltage

4.1. Alternating Voltages

4.1.1. Transformers in Cascade

4.1.2. The Series Resonant Circuit for High-Voltages a.c. testing 4.2. Transient Voltage

4.2.1. Single-Stage Impulse Generator Circuit 4.2.2. Multistage Impulse Generator Circuit

4.2.3. Tripping of an Impulse Generator and Synchronizationwith oscilloscope 4.2.4. Generation of Switching surge Voltages

4.3. Direct Voltages

4.3.1. Voltage Doubler and Cascade Circuits 4.3.2. Electrostatic Machines

4.3.3. Voltage Stabilization

5. Measurement of High Voltages

5.1. Electrostatic Voltages 5.2. Sphere Gap

5.3. Uniform Field Gao

5.4. Ammeter in Series with High Impedance 5.5. Potential Dividers

6. Non Destructive Insulation Test Techniques

6.1. High Voltage Dielectric Loss Measurement 6.1.1. The Schering Bridge

6.1.2. Measurement of Large Capacitance 6.1.3. Inductively Coupled Ratio-arm Bridge 6.1.4. Loss Measurement on Complete Equipment 6.2. Discharge Measurement

6.2.1. Straight Methods 6.2.2. Balanced Methods

HIGH VOLTAGE ENGINEERING 2nd Ed. M S Naidu, V Kamaraju, Tata McGraw-Hill

1. Introduction

1.1. Electric Field Stresses 1.2. Gas/Vacuum as Insulator 1.3. Liquid Breakdown 1.4. Solid Breakdown

1.5. Estimation and Control of Electric Stress 1.6. Surge Voltage, Their Distribution and Control

2. Conduction and Breakdown in Gases

2.1. Gases as Insulating Media 2.2. Ionization Processes

2.3. Townsend’s Current Growth Equation

2.4. Current Growth in the Presence of Secondary Processes 2.5. Townsend’s Criterion for Breakdown

(10)

2.8. Time Lags for Breakdown

2.9. Streamer Theory of Breakdown in Gases 2.10. Paschen’s Law

2.11. Breakdown in Non-Uniform Fields and Corona Discharges 2.12. Post-Breakdown Phenomena and Applications

2.13. Practical Considartions in Using Gases for Insulation Purposes 2.14. Vacuum Insulation

3. Conduction and Breakdown in Liquid Dielectrics

3.1. Liquids as Insulator

3.2. Pure Liquids and Commercial Liquids 3.3. Conduction and Breakdown in Pure Liquids 3.4. Conduction and Breakdown in Commercial Liquids

4. Breakdown in Solid Dielectrics

4.1. Introduction 4.2. Intrinsic Breakdown

4.3. Electromechanical Breakdown 4.4. Thermal Breakdown

4.5. Breakdown of Solid Dielectrics in Practice 4.6. Breakdown in Composite Dielectrics 4.7. Solid Dielectrics Used in Practice

5. Application of Insulating Materials

5.1. Introduction

5.2. Application in Power Transformers 5.3. Application in Rotating Machines 5.4. Application in Circuit Breakers 5.5. Application in Cables

5.6. Application in Power Capacitors 5.7. Application in Electronics Equipment

6. Generation of High Voltage and Currents

6.1. Generation of High d.c. Voltages 6.2. Generation of High Alternating Voltages 6.3. Generation of Impulse Voltages

6.4. Generation of Impulse Currents

6.5. Tripping and Control of Impulse Generators

7. Measurement of High Voltages and Currents

7.1. Measurement of High Direct Current Voltages

7.2. Measurement of High a.c. and Impulse Voltages: Introduction 7.3. Measurement of High a.c. and Impulse Currents

7.4. Cathode Ray Oscilloscope for Impulse Voltage and Current Measurement

8. Overvoltage Phenomenon and Insulation Coordination in Electric Power Systems

8.1. National Causes for Overvoltage – Lightning Phenomenon

8.2. Overvoltage due to Switching Surges, System Faults and Other Abnormal Conditions 8.3. Principles of Insulation Coordination on High Voltage and Extra High Voltage Power

Systems

9. Non Destructive Testing of Materials and Electrical Apparatus

9.1. Introduction

9.2. Measurement of d.c. Resistivity

9.3. Measurement of Dielectric Constant and Loss Factor 9.4. Partial Discharge Measurements

10. High Voltage Testing of Electrical Apparatus

(11)

10.2. Testing of Isolators and Circuit Breakers 10.3. Tetsing of Cables

10.4. Testing of Transformers 10.5. Testing of Surge Diverters

10.6. Radio Interferences Measurements

11. Design, Planning and Layout of High Volatge Laboratories

11.1. Introduction

11.2. Test Facilities Provided in High Voltage Laboratories 11.3. Activities and Studies in High Voltage Laboratories 11.4. Classification of High Voltage Laboratories

11.5. Size and Ratings of Large Size High Voltage Laboratories 11.6. Grounding of Impulse Testing Labratories

High Voltage Engineering Fundamentals, Second edition, E. Kuffel, W.S. Zaengl, Newnes

1. Introduction 1

1.1. Generation and transmission of electric energy 1 1.2. Voltage stresses 3

1.3. Testing voltages 5

1.3.1. Testing with power frequency voltages 5 1.3.2. Testing with lightning impulse voltages 5 1.3.3. Testing with switching impulses 6 1.3.4. D.C. voltages 6

1.3.5. Testing with very low frequency voltage 7

2. Generation of high voltages 8

2.1. Direct voltages 9

2.1.1. A.C. to D.C. conversion 10 2.1.2. Electrostatic generators 24 2.2. Alternating voltages 29

2.2.1. Testing transformers 32 2.2.2. Series resonant circuits 40 2.3. Impulse voltages 48

2.3.1. Impulse voltage generator circuits 52

2.3.2. Operation, design and construction of impulse generators 66 2.4. Control systems 74

3. Measurement of high voltages 77

3.1. Peak voltage measurements by spark gaps 78 3.1.1. Sphere gaps 79

3.1.2. Reference measuring systems 91 3.1.3. Uniform field gaps 92

3.1.4. Rod gaps 93 3.2. Electrostatic voltmeters 94

3.3. Ammeter in series with high ohmic resistors and high ohmic resistor voltage dividers 96 3.4. Generating voltmeters and field sensors 107

3.5. The measurement of peak voltages 109 3.5.1. The Chubb–Fortescue method 110

3.5.2. Voltage dividers and passive rectifier circuits 113 3.5.3. Active peak-reading circuits 117

(12)

3.6.1. Generalized voltage generation and measuring circuit 129

3.6.2. Demands upon transfer characteristics of the measuring system 132 3.6.3. Fundamentals for the computation of the measuring system 139 3.6.4. Voltage dividers 147

3.6.5. Interaction between voltage divider and its lead 163 3.6.6. The divider’s low-voltage arm 171

3.7. Fast digital transient recorders for impulse measurements 175

3.7.1. Principles and historical development of transient digital recorders 176 3.7.2. Errors inherent in digital recorders 179

3.7.3. Specification of ideal A/D recorder and parameters required for h.v. impulse testing 183

3.7.4. Future trends 195

4. Electrostatic ﬁelds and ﬁeld stress control 201

4.1. Electrical field distribution and breakdown strength of insulating materials 201 4.2. 4.2 Fields in homogeneous, isotropic materials 205

4.2.1. The uniform field electrode arrangement 206 4.2.2. Coaxial cylindrical and spherical fields 209 4.2.3. Sphere-to-sphere or sphere-to-plane 214 4.2.4. Two cylindrical conductors in parallel 218 4.2.5. Field distortions by conducting particles 221 4.3. Fields in multidielectric, isotropic materials 225

4.3.1. Simple configurations 227 4.3.2. Dielectric refraction 232

4.3.3. Stress control by ﬂoating screens 235 4.4. Numerical methods 241

4.4.1. Finite difference method (FDM) 242 4.4.2. Finite element method (FEM) 246 4.4.3. Charge simulation method (CSM) 254 4.4.4. Boundary element method 270

5. Electrical breakdown in gases 281

5.1. Classical gas laws 281

5.1.1. Velocity distribution of a swarm of molecules 284 5.1.2. The free path of molecules and electrons 287 5.1.3. Distribution of free paths 290

5.1.4. Collision-energy transfer 291 5.2. Ionization and decay processes 294

5.2.1. Townsend first ionization coefficient 295 5.2.2. Photoionization 301

5.2.3. Ionization by interaction of metastables with atoms 301 5.2.4. Thermal ionization 302

5.2.5. Deionization by recombination 302

5.2.6. Deionization by attachment–negative ion formation 304 5.2.7. Mobility of gaseous ions and deionization by diffusion 308 5.2.8. Relation between diffusion and mobility 314

5.3. Cathode processes – secondary effects 316 5.3.1. Photoelectric emission 317

5.3.2. Electron emission by positive ion and excited atom impact 317 5.3.3. Thermionic emission 318

5.3.4. Field emission 319

5.3.5. Townsend second ionization coefficient 321

(13)

5.4. Transition from non-self-sustained discharges to breakdown 324 5.4.1. The Townsend mechanism 324

5.5. The streamer or ‘Kanal’ mechanism of spark 326 5.6. The sparking voltage–Paschen’s law 333

5.7. Penning effect 339

5.8. The breakdown field strength (Eb) 340 5.9. Breakdown in non-uniform fields 342

5.10. Effect of electron attachment on the breakdown criteria 345 5.11. Partial breakdown, corona discharges 348

5.11.1. Positive or anode coronas 349 5.11.2. Negative or cathode corona 352 5.12. Polarity effect – inﬂuence of space charge 354 5.13. Surge breakdown voltage–time lag 359

5.13.1. Breakdown under impulse voltages 360 5.13.2. Volt–time characteristics 361

5.13.3. Experimental studies of time lags 362

6. Breakdown in solid and liquid dielectrics 367

6.1. Breakdown in solids 367

6.1.1. Intrinsic breakdown 368 6.1.2. Streamer breakdown 373

6.1.3. Electromechanical breakdown 373 6.1.4. Edge breakdown and treeing 374 6.1.5. Thermal breakdown 375

6.1.6. Erosion breakdown 381 6.1.7. Tracking 385

6.2. Breakdown in liquids 385

6.2.1. Electronic breakdown 386

6.2.2. Suspended solid particle mechanism 387 6.2.3. Cavity breakdown 390

6.2.4. Electroconvection and electrohydrodynamic model of dielectric breakdown 391 6.3. Static electrification in power transformers 393

7. Non-destructive insulation test techniques 395

7.1. Dynamic properties of dielectrics 395

7.1.1. Dynamic properties in the time domain 398 7.1.2. Dynamic properties in the frequency domain 404 7.1.3. Modelling of dielectric properties 407

7.1.4. Applications to insulation ageing 409 7.2. Dielectric loss and capacitance measurements 411

7.2.1. The Schering bridge 412

7.2.2. Current comparator bridges 417

7.2.3. Loss measurement on complete equipment 420 7.2.4. Null detectors 421

7.3. Partial-discharge measurements 421 7.3.1. The basic PD test circuit 423 7.3.2. PD currents 427

7.3.3. PD measuring systems within the PD test circuit 429 7.3.4. Measuring systems for apparent charge 433

7.3.5. Sources and reduction of disturbances 448 7.3.6. Other PD quantities 450

(14)

8. Overvoltages, testing procedures and insulation coordination 460

8.1. The lightning mechanism 460 8.1.1. Energy in lightning 464 8.1.2. Nature of danger 465

8.2. Simulated lightning surges for testing 466 8.3. Switching surge test voltage characteristics 468

8.4. Laboratory high-voltage testing procedures and statistical treatment of results 472 8.4.1. Dielectric stress–voltage stress 472

8.4.2. Insulation characteristics 473

8.4.3. Randomness of the appearance of discharge 473 8.4.4. Types of insulation 473

8.4.5. Types of stress used in high-voltage testing 473 8.4.6. Errors and confidence in results 479

8.4.7. Laboratory test procedures 479 8.4.8. Standard test procedures 484

8.4.9. Testing with power frequency voltage 484

8.4.10. Distribution of measured breakdown probabilities (confidence in measured PV) 485

8.4.11. Confidence intervals in breakdown probability (in measured values) 487 8.5. Weighting of the measured breakdown probabilities 489

8.5.1. Fitting of the best fit normal distribution 489 8.6. Insulation coordination 492

8.6.1. Insulation level 492

8.6.2. Statistical approach to insulation coordination 495 8.6.3. Correlation between insulation and protection levels 498 8.7. Modern power systems protection devices 500

8.7.1. MOA – metal oxide arresters 500

9. Design and testing of external insulation 509

9.1. Operation in a contaminated environment 509

9.2. Flashover mechanism of polluted insulators under a.c. and d.c. 510 9.2.1. Model for ﬂashover of polluted insulators 511

9.3. Measurements and tests 512

9.3.1. Measurement of insulator dimensions 513 9.3.2. Measurement of pollution severity 514 9.3.3. Contamination testing 517

9.3.4. Contamination procedure for clean fog testing 518 9.3.5. Clean fog test procedure 519

9.3.6. Fog characteristics 520

9.4. Mitigation of contamination ﬂashover 520

9.4.1. Use of insulators with optimized shapes 520 9.4.2. Periodic cleaning 520

9.4.3. Grease coating 521 9.4.4. RTV coating 521

9.4.5. Resistive glaze insulators 521 9.4.6. Use of non-ceramic insulators 522 9.5. Design of insulators 522

9.5.1. Ceramic insulators 523 9.5.2. Polymeric insulators (NCI) 526 9.6. Testing and specifications 530

(15)

PENGANTAR TEKNIK EKSPERIMENTAL TEGANGAN TINGGI, Dieter Kind

1. Prinsip-prinsip dasar teknik percobaan tegangan tinggi

1.1. Pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi bolak-balik 1.1.1. Parameter karakteristik tegangan tinggi bolak balik 1.1.2. Rangkaian-rangkaian trafo uji

1.1.3. Konstruksi trafo uji 1.1.4. Kinerja trafo uji

1.1.5. Pembangkitan tegangan tinggi dengan rangkaian resonansi 1.1.6. Pengukuran tegangan puncak dengan sela bola

1.1.7. Pengukuran tegangan puncak menggunakan kapasitor ukur 1.1.8. Pengukuran nilai puncak dengan pembagi tegangan kapasitif 1.1.9. Pengukuran nilai effektif dengan meter-volt elektrostatik 1.1.10. Pengukuran dengan trafo tegangan

1.2. Pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi searah 1.2.1. Parameter karakteristik tegangan tinggi searah 1.2.2. Beberapa sifat penyearah tegangan tinggi 1.2.3. Rangkaian penyearah setengah gelombang 1.2.4. Rangkaian pengali tegangan

1.2.5. Generator elektrostatik

1.2.6. Pengukuran dengan resistor tegangan tinggi

1.2.7. Pengukuran nilai effektif dengan meter-volt elektrostatik

1.2.8. Meter-Volt dan meter kuat medan berdasarkan prinsip pembangkitan 1.2.9. Metode-metode lain untuk mengukur tegangan tinggi searah

1.2.10. Pengukuran tegangan-tegangan cacat 1.3. Pembangkitan dan pengukuran tegangan impulse

1.3.1. Parameter-parameter tegangan impulse

1.3.2. Pembangkitan tegangan impuls dengan rangkaian kapasitif 1.3.3. Perhitungan pada rangkaian tegangan impuls satu tingkat 1.3.4. Metode-metode lain untuk membangkitkan tegangan impuls 1.3.5. Mengukur tegangan puncak dengan sela bola

1.3.6. Rangkaian dan perilaku transien dari pembagi tegangan impuls

1.3.7. Menentukan perilaku rangkaian ukur tegangan impuls dengan percobaan 1.4. Pembangkitan dan pengukuran arus impuls

1.4.1. Parameter karakteristik arus impuls 1.4.2. Sistem-sistem penyimpan energi

1.4.3. Rangkaian peluahan untuk membangkitkan arus impuls 1.4.4. Mengukur arus dengan resistor ukur

1.4.5. Mengukur arus menggunakan efek induksi

1.4.6. Cara-cara lain untuk mengukur arus transien yang berubah cepat 1.5. Pengujian tegangan tinggi yang tidak merusak

1.5.1. Rugi daya dalam dielektrik

1.5.2. Pengukuran arus konduksi untuk tegangan searah 1.5.3. Pengukuran faktor disipasi untuk tegangan bolak-balik 1.5.4. Mengukur peluahan parsial pada tegangan bolak-balik

2. Tata letak dan pelaksanaan laboratorium tegangan-tinggi

2.1. Ukuran dan piranti laboratorium tegangan tinggi

2.1.1. Panggung percobaan untuk praktikum tegangan tinggi 2.1.2. Lapangan pengujian tegangan tinggi

(16)

2.1.4. Fasilitas baru untuk laboratorium-laboratorium yang besar 2.2. Pagar, pembumian dan perisai perangkat percobaan

2.2.1. Pagar

2.2.2. Instalasi pembumian 2.2.3. Perisai

2.3. rangkaian-rangkaian percobaan tegangan tinggi

2.3.1. Rangkaian penyulang dan rangkaian pengaman 2.3.2. Konstruksi rangkaian tegangan tinggi

2.4. Elemen-elemen bangunan untuk rangkaian tegangan tinggi 2.4.1. Resistor-resistor tegangan tinggi

2.4.2. Kapasitor-kapasitor tegangan tinggi 2.4.3. Sela-sela

2.4.4. Kit konstruksi tegangan tinggi

3. Praktikum-praktikum tegangan tinggi

3.1. Percobaan “tegangan bolak-balik” 3.1.1. Dasar-dasar

3.1.2. Percobaan 3.1.3. Evaluasi

3.2. Percobaan “tegangan searah” 3.2.1. Dasar-dasar 3.2.2. Percobaan 3.2.3. Evaluasi

3.3. Percobaan “tegangan-tegangan impuls” 3.3.1. Dasar-dasar

3.4. Percobaan “medan elektrik” 3.4.1. Dasar-dasar 3.4.2. Percobaan 3.4.3. Evaluasi

3.5. Percobaan “bahan isolasi cair dan padat” 3.5.1. Dasar-dasar

3.6. Percobaan “peluahan partikel” 3.6.1. Dasar-dasar 3.6.2. Percobaan 3.6.3. Evaluasi 3.7. Percobaan “tembus gas”

3.7.1. Dasar-dasar 3.7.2. Percobaan 3.7.3. Evaluasi

3.8. Percobaan “teknik pengukuran tegangan impuls” 3.8.1. Dasar-dasar

TEKNIK TEGANGAN TINGGI A ARISMUNANDAR

(17)

1.1. Apakah Tegangan Tinggi Itu?

1.2. Persoalan-Persoalan Teknik Tegangan Tinggi 1.3. Dasar-dasar Pengujian Tegangan Tinggi 1.4. Beberapa Pengertian Dasar

1.5. Sedikit Tentang Tegangan Tinggi Searah

2. TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN TEGANGAN TINGGI BOLAK BALIK FREKUENSI RENDAH

2.1. Keperluan dan Fungsi Pengujian

2.2. Transformator Pembangkit Tegangan Tinggi untuk Pengujian 2.3. Pengujian Tegangan Tinggi Bolak-Balik

2.4. Pengukuran Tegangan Tinggi Bolak-Balik

3. TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN TEGANGAN TINGGI IMPULS 3.1. Keperluan dan Fungsi Pengujian

3.2. Bentuk Tegangan Impuls 3.3. Prinsip Generator Impuls RLC

3.4. Persamaan-Persamaan Dasar untuk Sirkuit RLC 3.5. Analisa Persamaan Impuls RLC

3.6. Prinsip Generator Impuls RLC 3.7. Effisiensi Tegangan

3.8. Persoalan Pengaturan Bentuk Gelombang 3.9. Sirkuit RLC Praktis

3.10. Cara Mengukur Tegangan Impuls

3.11. Faktor Koreksi Keadaan Udara Dalam Pengujian Impuls 3.12. Kontruksi Generator Impuls

4. TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN TEGANGAN TINGGI BOLAK BALIK FREKUENSI TINGGI

4.1. Keperluan dan Fungsi Pengujian 4.2. Gulungan Tesla

5. TEKNIK PENGUJIAN ISOLASI TAK MERUSAK 5.1. Keperluan dan Fungsi Pengujian

5.2. Kehilangan Daya Dielektrik dan Faktor Daya Dielektrik 5.3. Pengukuran Kehilangan Daya dan Faktor Daya Dielektrik 5.4. Beberapa Pokok Pengukuran tan delta

5.5. Pengukuran Tahanan Isolasi

6. BEBERAPA POKOK PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI ALAT-ALAT LISTRIK 6.1. Pengujian Mesin-Mesin Berputar

6.2. Pengujian Transformer 6.3. Pengujian Isolator

6.4. Pengujian Kawat dan Kabel 6.5. Pengujian Alat-Alat Lain 7. KOORDINASI ISOLASI

7.1. Pengantar

7.2. Sejarah Perkembangan 7.3. Prinsip dan Pengertian Dasar 7.4. Karakteristik Alat Pelindung 7.5. Karakteristik Isolasi

7.6. Pengetrapan Arrester

7.7. Contoh Pengetrapan Koordinasi Isolasi Modern

(18)

8.1. Pendahuluan 8.2. Dasar Perencanaan

8.3. Beberapa Contoh Gradien Tegangan

8.4. Gaya Dielektrik sebagai Fungsi Berbagai Parameter 8.5. Kehilangan Daya Dielektrik

9. BEBERAPA GEJALA TEGANGAN TINGGI 9.1. Pendahuluan

9.2. Pengertian Dasar tentang Korona dan Gangguan Radio 9.3. Faktor Korona dan RI dalam Perencanaan Jaringan EHV 9.4. Gangguan Berisik pada Tegangan Sangat Tinggi

DIKTAT KULIAH TEKNIK TEGANGAN TINGGI 1. Pendahuluan

2. Medan LIstrik

3. Penentuan Distribusi Tegangan pada Isolator Rantai 4. Dielektrika Berlapis

5. Tembus Listrik pada Gas 6. Tembus pada Zat Cair 7. Tembus pada Zat Padat

8. Pembangkitan dan pengukuran Tegangan Tinggi Bolak-Balik 9. Pembangkitan dan pengukuran Tegangan Tinggi Searah 10. Pembangkitan dan pengukuran Tegangan Tinggi Impuls

TEKNIK TEGANGAN TINGGI,Dasar Pembangkitan dan Pengukuran, Syamsir Abduh

1. PENDAHULUAN

1.1. Pengantar Tegangan Tinggi 1.2. Dasar Pengujian

1.3. Pengujian yang Bersifat Merusak 1.4. Pembangkitan Sumber Tegangan Tinggi 2. SUMBER TEGANGAN ARUS BOLAK-BALIK

2.1. Menentukan Kapasitas Transformator Penguji

2.2. Pembangkitan Tegangan Tinggi Dengan Rangkaian Rsonansi Seri 2.3. Seri Resonan

2.4. Pengaruh Impedansi Beban Kepada Sifat Beban Rangkaian Resonansi Seri 2.5. Sumber Tegangan Tinggi Arus Bolak-Balik Frekuensi Tinggi

3. SUMBER TEGANGAN TINGGI ARUS SEARAH

3.1. Rangkaian Yang Dipakai Sebagai Sumber Tegangan Tinggi Searah 3.2. Bentuk Rangkaian Penyearah

3.2.1. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang 3.2.2. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh 3.3. Rangkaian Villard

(19)

4. SUMBER TEGANGAN TINGGI IMPULSE

4.1. Rangkaian Dasar Sumber Tegangan Tinggi Impulse 4.2. Analisa Generator Impulse Dengan Rangkaian RC 4.3. Generator Impulse Susunan Bertingkat

4.4. Cara Menentukan Kapasitas (Daya) Generator (Secara Praktek) 4.5. Pengaruh Tahanan R1 Dan R2 Terhadap Bentuk Gelombang Impulse 4.6. Pembangkitan Impulse (Surja) Hubung

4.7. Pembangkitan Arus Impulse

4.8. Rangkaian Untuk Menghasilkan Gelombang Arus Impulse 5. PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI

5.1. Pengukuran Tegangan Puncak Menggunakan Sela Percikan 5.2. Bentuk Susunan Pengukuran

5.3. Pengukuran Tegangan Searah dan Bolak-Balik 5.4. Pengukuran Tegangan Impulse

5.5. Bentuk Kondisi Elektroda Bola

5.6. Ketepatan Nilai Tabel Percikan di Udara 5.7. Pengaruh Dari Udara di Sekitarnya

5.8. Pemakaian Pembagi Tegangan Sebagai Sarana Pengukuran Tegangan Tinggi 5.9. Pembagi Tegangan Berisi Tahanan

5.10. Pembagi Tegangan Berisi Kapasitor 5.11. Pengukuran/Alat Ukur Tegangan Tinggi 5.12. Pengukuran Tegangan Puncak

5.13. Perkembangan Rangkaian Pengukuran Peak voltmeter 5.14. Rangkaian Pengujian Tegangan Tinggi

5.15. Rangkaian Pengujian Tegangan Tinggi Bolak-Balik 5.16. Rangkaian Pengujian

5.17. Pengukuran Tegangan

5.18. Pengujian/Rangkaian Pengujian Dengan Tegangan Tinggi Searah 5.19. Rangkaian Pengujian

5.20. Pengaruh Polaritas Pada Elektroda

5.21. Rangkaian Pengujian Tegangan Searah Bertingkat Banyak 5.22. Pengujian/rangkaian Pengujian Dengan Tegangan Tinggi Impulse 5.23. Tegangan Petir Yang Utuh (Impulse Petir)

5.24. Gelombang Standar Dari Impulse Yang Terpotong 5.25. Rangkaian Pengujian Tegangan Impulse

5.26. Cara Pengukuran Tegangan Tinggi Impulse

5.27. Rangkaian Tegangan Tinggi Impulse Bertingkat Banyak 6. PELEPASAN MUATAN SEBAGIAN (PARTIAL DISCHARGE)

6.1. Pelepasan Muatan Sebagian Internal

6.1.1. Proses Terjadinya Pelepasan Muatan 6.1.2. Pengukuran Partial Discharge 6.1.3. Teknik Pengukuran Partial Discharge 6.1.4. Bentuk Pelepasan Muatan pada Rongga 6.1.5. Energi Pelepasan Muatan

6.2. Pelepasan Muatan Sebagian Permukaan (Surface Discharge) 6.3. Korona (Corona Discharge)