TUGAS AKHIR
Analisis Tegangan Tembus Minyak Biji Karet
(
Rubber Seed Oil
)
Sebagai Alternatif Bahan Isolasi Cair
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
OLEH
MARTHIN SILALAHI
NIM : 100402081
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :
Analisis Tegangan Tembus Minyak Biji Karet
(Rubber Seed Oil)Sebagai Alternatif Bahan Isolasi Cair
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini banyak kendala yang dihadapi, namun atas saran, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Karena itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar - besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis, M.Silalahi (Alm) dan E. br.Simorangkir atas segalanya.
2. Bapak Ir.Syahrawardi, selaku dosen pembimbing penelitian yang telah membimbing dan memberi dukungan dari awal penelitian hingga penyelesaian skripsi ini.
3. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T. sebagai dosen penguji I yang telah memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini.
4. Ibu Syska Yana, S.T.,M.T. sebagai dosen penguji II yang telah memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini.
5. Bapak Ir.Syahrawardi selaku Dosen Wali penulis.
7. Para asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi yang dengan kerelaan hati meluangkan waktunya untuk berdiskusi dan membantu pengambilan data Tugas Akhir ini.
8. Abang dan kakak-kakak saya tercinta yang selalu memberikan dukungan, hiburan dan doanya.
9. Keluarga besar Silalahi dan Simorangkir tanpa terkecuali yang sudah banyak membantu dari segi materiil maupun doa.
10.Rap Leanon P. Gorat yang selalu menyemangati saya selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
11.Teman - teman mahasiswa stambuk 2010 yang luar biasa yang banyak memberikan dukungan, motivasi maupun saran yang sangat berharga.
12.Serta untuk semua rekan dan kerabat yang tidak bisa disebutkan satu per satu, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar - besarnya.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, September 2015 Penulis,
ABSTRAK
Minyak isolasi pada transformator digunakan sebagai media isolasi maupun sebagai pendingin. Agar dapat menjalankan fungsinya sebagai minyak trafo dengan baik, maka minyak harus memiliki tegangan tembus yang memenuhi standar. Tegangan tembus pada minyak dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain: gelembung - gelembung gas, tingkat kemurnian dan umur minyak tersebut. Pengujian tegangan tembus minyak biji karet (rubber seed oil) dimaksudkan sebagai studi awal untuk mengetahui kelayakannya sebagai minyak isolasi alternatif. Pengujian dilakukan dengan menggunakan elektroda bola - bola standar dengan variasi suhu. Variasi suhu dilakukan karena adakalanya suhu minyak mengalami kenaikan terutama dalam kondisi beban yang tinggi. Dan sebagai pembanding juga diuji minyak nabati yaitu minyak biji bunga matahari (sunflower seed oil), minyak biji anggur (grapeseed oil), dan minyak zaitun (olive oil).
Dari hasil pengujian diperoleh bahwa tegangan tembus minyak biji karet pada kenaikan suhu sampai 60oC mengalami kenaikan yaitu pada suhu 28,3oC tegangan tembusnya adalah 28,02 kV dan pada suhu 60oC adalah 33,9 kV. Tetapi pada kisaran perubahan dari suhu 60oC hingga mencapai suhu 80oC tegangan tembus minyak biji karet menurun secara signifikan yaitu pada suhu 80oC tegangan tembus minyak biji karet menjadi 27,1 kV. Jika dibandingkan dengan minyak nabati yang lainnya, pada suhu 28,3oC dan 40oC minyak biji karet mempunyai tegangan tembus yang paling tinggi yaitu 28,02 kV dan 32,22 kV. Dan pada suhu 60oC dan 80oC minyak zaitun yang mempunyai tegangan tembus paling tinggi yaitu 43,09 kV dan 41,36 kV.
DAFTAR ISI
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Pembangkitan Tegangan Tinggi Bolak Balik (AC) 4
2.2 Kekuatan Dielektrik 5
2.3 Isolasi Cair 6
2.3.1 Karakteristik Isolasi Cair 6
2.3.2 Mekanisme Kegagalan Isolasi Cair 9
2.4 Syarat-syarat Minyak Isolasi 11
2.5 Degradasi Minyak Isolasi 13
2.6 Minyak Nabati 14
2.6.1 Minyak Biji Karet (Rubber Seed Oil) 14 2.6.2 Minyak Biji Bunga Matahari (Sunflower Seed Oil) 16
2.6.3 Minyak Zaitun (Olive Oil) 17
2.6.4 Minyak Biji Anggur (Grapeseed Oil) 18
2.8 Metode Pengambilan Minyak 19
2.9 Dasar-dasar Pengujian Tegangan Tinggi 20
2.10 Standarisasi Pengujian Tegangan Tembus 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 23
3.1 Umum 23
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian 23
3.3 Alat dan Bahan 23
3.4 Rangkaian Pengujian 24
3.5 Prosedur Pengujian 24
3.6 Flowchart Pengujian 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 29
4.1 Data Hasil Pengujian 29
4.2 Pengolahan Data 34
4.3 Analisis Data 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 41
5.1 Kesimpulan 41
5.2 Saran 42
DAFTAR PUSTAKA 43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.5 Minyak Biji Bunga Matahari 17
Gambar 2.6 Minyak Zaitun 18
Gambar 2.7 Minyak Biji Anggur 18
Gambar 2.8 Hubungan Tegangan Pengujian Terhadap Waktu Pengujian 21 Gambar 2.9a Elektroda Bola-Bola Untuk Mengukur Tegangan Tembus Menurut
IEC 156 22
Gambar 2.9b Elektroda Setengah Bola Untuk Mengukur Tegangan Tembus
Menurut IEC 156 22
Gambar 3.1 Rangkaian Pengujian Tegangan Tembus Minyak 24
Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Percobaan 28
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Perubahan Suhu Terhadap Tegangan Tembus
Minyak Biji Karet 37
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Tegangan Tembus Minyak 39 Gambar L1.1 Satu Set Trafo Uji 220 V/100 kV, 50 kVA, 50 Hz 44 Gambar L1.2 Proses Pemanasan Minyak Sampai Suhu yang Ingin Diuji 44 Gambar L1.3 Proses Pengadukan Minyak Sebelum Diuji untuk Menghilangkan
Gelembung Gas yang Mungkin Ada 45
Gambar L1.4 Proses Pengukuran Suhu Sebelum dan Sesudah Pegujian Tegangan
Tembus 45
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat Minyak Biji Karet 16
Tabel 2.2 Kandungan Minyak Biji Karet 16
Tabel 2.3 Kandungan Minyak Biji Bunga Matahari 17
Tabel 2.4 Kandungan Minyak Zaitun 18
Tabel 2.5 Kandungan Minyak Biji Anggur 19
Tabel 4.1 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu Ruangan 28,3oC 29 Tabel 4.2 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu 40oC 29 Tabel 4.3 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu 60oC 30 Tabel 4.4 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu 80oC 30 Tabel 4.5 Tegangan Tembus Minyak Biji Bunga Matahari pada Suhu
Ruangan 28,3oC 30
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
