TUGAS AKHIR
ANALISIS PENGARUH KELEMBABAN UDARA TERHADAP
TEGANGAN FLASHOVER AC ISOLATOR PIRING GELAS
TERPOLUSI KARBON
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh :
NIM : 080402079
T.M.V BASTEN HUTAJULU
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Penelitian ini dilatarbekangi oleh kondisi iklim tropis Indonesia yang
memiliki tingkat kelembaban udara yang tinggi antara 80 s/d 83 %RH (%RH
adalah satuan kelembaban udara) dan pencemaran lingkungan dengan tingkat
polusi yang cukup tinggi. Hal ini sangat berpengaruh terhadap tegangan flashover
isolator AC piring yang berada di ruang terbuka pada jaringan transmisi hantaran
udara. Maka penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai tegangan flashover
AC isolator piring bahan gelas yang dipengaruhi oleh kelembaban udara dan
polutan berupa partikel padat dan halus (partikulat) karbon murni dan
menganalisis hubungan kedua hal tersebut. Dari hasil penelitian didapat bahwa
semakin tinggi tingkat kelembaban udara maka penurunan tegangan flashover AC
akan semakin besar, baik pada kondisi bersih maupun kondisi terpolusi. Pada saat
nilai kelembaban udara rata-rata 99 %RH, penurunan tegangan flashover AC dari
kondisi bersih ke kondisi terpolusi cukup signifikan. Pada saat kondisi terpolusi
karbon, nilai rata-rata penurunan tegangan flashover dalam keadaan standar
terhadap kondisi bersih adalah 22,51% untuk kondisi terpolusi ringan, 35,1%
untuk kondisi terpolusi sedang dan 53,37% untuk kondisi terpolusi berat.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa
atas segala berkat dan rahmat yang telah diberikan-Nya kepada penulis, sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Analisis Pengaruh
Kelembaban Udara Terhadap Tegangan Flashover AC Isolator Piring Gelas
Terpolusi Karbon”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan
untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen
Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis
mendapat dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu,
dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1.
Ayahanda Huntal T.P Hutajulu, Ibunda Rumindang Saur Sidabutar, Saudara/
i penulis : Ruth Stevy Hutajulu, Frederick Rogate Hutajulu, Yuni Sarah
Hutajulu dan semua keluarga besar penulis yang selama ini telah
menyediakan segala keperluan, dan senantiasa memberi dukungan semangat
dan doa selama perkuliahan hingga penyelesaian Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Syahrawardi selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah
banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan,
bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir
ini.
3.
Ir. Eddy Warman, M.T dan Ir. Raja Harahap, M.T selaku Dosen pembanding
Tugas Akhir.
4.
Bapak Ir. Eddy Warman, M.T selaku Dosen Pembimbing Akademik penulis
yang membantu dan membimbing penulis selama perkuliahan.
5.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT USU dan Bapak Rachmad Fauzi, S.T., M.T selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT USU.
6.
Bang Divo, Kak Umi, Kak Ester dan seluruh staf pegawai dan administrasi
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7.
Teman-teman asisten di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi: Memory
Hidayat, Sandro Levi Panggabean,dan Josiah yang membantu penulis saat
melakukan pengujian.
8.
Teman-teman angkatan 2008 yang selalu memberi dukungan kepada penulis:
Wilfian, Christian Daniel Simanjuntak, Army Tampubolon, William Sijabat,
Darminton Sinulingga, Parulian Sandy Simanjuntak, Antonius, Jhonson,
Angun Marpaung, Elis Hutasoit, Elvis Sinaga, Heryanto Simbolon, John
Purba, Andry Nico Manik, Wenly Sinulingga, Eykel Ginting, Rizky
Ferdinand, Syamsarief, Fahdi Ruamta, Parlindungan Siregar dan semua
teman-teman angkatan 2008.
9.
Teman-teman Elektro Angkatan 2009, 2010, dan 2011 yang memberikan
motivasi dan bantuan selama penyelesaian Tugas Akhir ini .
iv
Bang Bayu Sianipar, yang telah mau berbagi pengalaman dan motivasi kepada
penulis.
11.
Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan
terima kasih banyak.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari
kesalahan-kesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis
akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk
memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat
bagi penulis dan pembaca.
Medan, 30 Maret 2016
Penulis
T.M.V Basten Hutajulu
DAFTAR ISI
2.1.2 Konstruksi Isolator ... 8
2.1.3 Bahan Dielektrik Isolator ... 9
2.1.4 Isolator Terpolusi ... 11
2.2 Penggolongan Tingkat Bobot Polusi Pada Isolator ... 13
2.3 Lewat Denyar (Flashover) ... 15
BAB III METODOLOGI PENGUJIAN ... 21
3.1 Peralatan dan Bahan Pengujian ... 21
3.2 Tempat dan Waktu Pengujian ... 25
3.3 Proses Pengujian ... 26
3.3.1 Rangkaian Percobaan... 26
vi
3.3.2.1 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada
Kondisi Bersih ... 27
3.3.2.2 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi Terpolusi Karbon dengan Tingkat Pengotoran Ringan ... 28
3.3.2.3 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi Terpolusi Karbon dengan Tingkat Pengotoran Sedang ... 31
3.3.2.4 Pengujian Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi Terpolusi Karbon dengan Tingkat Pengotoran Berat ... 33
BAB IV HASIL DAN ANALISIS PENELITIAN ... 34
4.1 Analisis Data Konduktivitas larutan dan Perhitungan ESDD ... 34
4.2 Analisis Data Hasil Pengujian Tegangan Flashover AC Isolator Piring ... 36
4.2.1 Hasil Perhitungan dan Analisi Data Pengujian Pengaruh Kelembaban Terhadap Tegangan Flashover AC Isolator Piring Pada Kondisi Bersih ... 36
4.2.2 Hasil Perhitungan dan Analisi Data Pengujian Pengaruh Kelembaban Terhadap Tegangan Flashover AC Isolator Piring Pada Kondisi Terpolusi ... 38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 46
5.1 Kesimpulan ... 46
5.2 Saran ... 46
DAFTAR PUSTAKA ... 48
LAMPIRAN A ... 50
LAMPIRAN B ... 54
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Isolator Piring ... 7
2.2 Isolator Rantai pada Menara Transmisi ... 8
2.3 Konstruksi Utama Isolator Piring ... 8
2.4 Perpanjangan Sirip yang Terpasang pada Isolator Porselin ... 13
2.5 Proses Ionisasi ... 18
2.6 Isolator Terpolusi dan Rangkaian Ekivalennya ... 20
3.1 Trafo Uji ... 21
3.2 Autotransformator ... 22
3.3 Tahanan Peredam ... 22
3.4 Multimeter ... 22
3.5 Barometer/humiditymeter digital ... 23
3.6 Kabel Penghubung ... 23
3.7 Kotak Kaca (Wadah Pengujian) ... 24
3.8 Conductivitymeter... 24
3.9 Isolator Piring Gelas ... 25
3.10 Rangkain Percobaan... 26
3.11 Proses Pengeringan Isolator Gelas pada kondisi Bersih selama 1 hari ... 27
3.12 Bahan yang dilarutkan dalam Larutan Polutan ... 29
3.13 Isolator Terpolusi dengan Tingkat Bobot Sedang ... 32
3.14 Isolator Terpolusi dengan Tingkat Bobot Berat ... 33
8
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Penggolongan Bobot Polusi Berdasarkan IEC 60050-815:2000 Edisi 01 . 14
2.2 Tingkat Polusi Dilihat dari Lingkungannya Berdasarkan IEC 815 ... 14
3.1 Faktor Koreksi Suhu ... 30
4.1 Hasil Perhitungan Konduktivitas, Salinitas,dan ESDD ... 35
4.2 Pengklasifikasian Tingkat Bobot Polutan Berdasarkan Nilai ESDD yang
Diperoleh ... 35
4.3 Hasil Perhitungan Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap Tegangan
Flashover pada Suhu 20 dan Tekanan 760 mmHg untuk Kondisi Bersih
... 37
4.4 Hubungan Kelembaban Udara terhadap Tegangan Flashover Isolator Piring
untuk Kondisi Bersih Pada Suhu 20 oC dan Tekanan 760 mmHg ... 38
4.5 Hasil Perhitungan Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap Tegangan
Flashover pada Suhu 20 dan Tekanan 760 mmHg untuk Kondisi
Terpolusi Ringan ... 39
4.6 Hubungan Kelembaban terhadap Tegangan Flashover Isolator Piring
Kondisi Terpolusi Ringan Pada Suhu 20 oC dan Tekanan 760 mmHg. ... 40
4.7 Hasil Perhitungan Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap Tegangan
Flashover pada Suhu 20 dan Tekanan 760 mmHg untuk Kondisi
Terpolusi Sedang ... 40
4.8 Hubungan Kelembaban terhadap Tegangan Flashover Isolator Piring
Kondisi Terpolusi Sedang Pada Suhu 20 oC dan Tekanan 760mmHg ... 41
4.9 Hasil Perhitungan Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap Tegangan
Flashover pada Suhu 20 dan Tekanan 760 mmHg untuk Kondisi
Terpolusi Berat ... 42
4.10 Hubungan Kelembaban terhadap Tegangan Flashover Isolator Piring
Kondisi Terpolusi Berat Pada Suhu 20 oC dan Tekanan 760 mmHg ... 43
4.11 Persentase Penurunan Tegangan Flashover Isolatordari Kondisi Bersih
ke Kondisi Terpolusi ... 45
A.1 Hasil Pengukuran Nilai Konduktivitas dan Suhu Larutan ... 50
B.1 Hasil Pengukuran Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi
Bersih dengan Keadaan Sembarang ... 54
B.2 Hasil Pengukuran Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi
Bersih dengan Pengaruh Kelembaban Udara ... 54
B.3 Hasil Pengukuran Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi
Terpolusi Ringan dengan Pengaruh Kelembaban Udara ... 55
B.4 Hasil Pengukuran Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi
Terpolusi Sedang dengan Pengaruh Kelembaban Udara ... 56
B.5 Hasil Pengukuran Tegangan Flashover Isolator Piring Pada Kondisi
