2-PENDAHULUAN 1

5/10/2018 2-PENDAHULUAN 1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/2-pendahuluan-1 1/34

UNJUK KERJA ISOLATOR 20 KV AKIBATPENGARUH POLUTAN TAK LARUT (STUDI KASUSGARDU DISTRIBUSI PT. SEMEN TONASA II)

HERMAN NAUWIRP2202201003

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO



PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS

HASANUDDIN MAKASSAR2004

MAKASSAR2004

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Kondisi kota Kabupaten Pangkep yang berdebu dan letaknya yang

pinggir pantai telah menyebabkan polusi pada jaringan transmisi PLN.

Pada kasus di Gardu Distribusi PT. Pabrik Tonasa, polusi ini menjadi lebih

berat karena lokasinya yang dikelilingi atau di sekitar pabrik semen.

Sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik merupakan ujung

tombak unit perusahaan PT. PLN untuk pengiriman daya listrik dari pusat-

pusat pembangkit ke pusat-pusat beban, karena keandalan sistem

transmisi dan distribusi haruslah mendapat perhatian agar kontinuitas

pelayanan terjamin. Salah satu komponen yang memegang peranan

penting adalah isolator sebagai peralatan pemisah bagian-bagian yang

bertegangan serta penahan dan penopang kawat saluran.

Masalah utama pada polusi jaringan ini adalah terbentuknya lapisan

polutan pada permukaan isolator. Dengan terbentuknya lapIsan polutan ini

2



dapat mengakibatkan terjadinya tegangan lewat denyar sehingga akan

mengganggu fungsi isolator sebagai isolator listrik.

Tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi merupakan parameter

yang penting dalam perancangan saluran transmisi. Pengujian isolator

terpolusi buatan telah banyak dilakukan dengan tujuan untuk

mengevaluasi karakteristik tegangan lewat denyar. Isolator terpolusii

buatan dipengaruhi tidak hanya oleh deposit polutan larut (ESDD) tetapi

juga oleh deposit polutan tak larut (NSDD).

Polutan tak larut merupakan bahan yang menyerap air dan mengikat

polutan garam di permukaan isolator, hal ini menghambat proses

pembersihan isolator oleh air hujan. Aspek lain yang penting dalam

polutan tak larut yaitu pada waktu pembasahannnya berjalan lambat

seperti kondisi berkabut atau hujan gerimis, hal ini bersama dengan

garam yang telah terkait akan menyebabkan pembentukan lapisan

konduktif, dan lapisan ini sangat mempengaruhi besarnya tegangan dari

isolator terpolusi.

Penelitian dilakukan yaitu memfokuskan pada pengaruh besarnya

polutan tak larut terhadap konduktifitas permukaan tegangan lewat denyar

dari isolator terpolusi. Penelitian ini mengambil studi kasus GD PT. Pabrik

Semen Tonasa.

B. Rumusan Masalah

3



1. Bagaimana mengenali sifat-sifat kimia dari polutan GD PT. Semen

Tonasa.

2. Bagaimana mengenali sifat-sifat fisika dari polutan GD PT. Semen

Tonasa.

3. Bagaimana mengukur sifat-sifat listrik dari polutan GD PT. Semen

Tonasa.

A. Tujuan dan Manfaat

Penelitian yang dilakukan penulis mempunyai tujuan dan Mamfaat

sebagai berikut :

C.1. Tujuan

1. Mengenali sifat-sifat kimia dari polutan GD PT. Semen Tonasa

yang dilaksanakan melalui analisa komposisi unsur dan analisa

konduktifitas larutan polutan.

2. Mengenali sifat-sifat fisika dari polutan GD PT. Semen Tonasa yang

meliputi ukuran polutan dan sudut kontak permukaan.

3. Mengukur sifat-sifat listrik dari polutan GD PT. Semen Tonasa yang

meliputi konduktifitas permukaan serta tegangan lewat denyar dari

isolator terpolusi pada kondisi kering dan basah.

C.2. Manfaat

Dari hasil penelitian diharapkan dapat bermanfaat untuk :

4



1. Kalangan Industri, seharusnya industri PT. Semen Tonasa dan

industri lainnya dalam mengoperasikan peralatan listrik yang

berhubungan dengan isolator.

2. Kalangan akademis sebagai sarana praktikum laboratorium

mahasiswa.

3. Kalangan peneliti sebagai bahan referensi dalam mengembangkan

material peralatan tegangan tinggi.

B. Batasan Masalah

Untuk membatasi masalah maka diambil asumsi-asumsi sebagai

berikut

1. Kelembaban dianggap tersebar merata di dalam ruang kabut

2. Suhu di setiap bagian ruang kabut dianggap sama dan tetap

3. Pada penelitian hanya menggunakan isolator Pin Pos 20 kV.

5



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Polusi Pada Isolator

Isolator pasangan luar dalam pengoperasiannya tidak terlepas dari

pengaruh lingkungan di sekitarnya. Kondisi lingkungan seperti jenis polusi

disekitar pemasangan Isolatorr sangat berpengaruh dalam pemilihan jenis

isolator dan cara perawatannya.

Pada umumnya, polusi pada isolator menurut sumbernya dapat

dibagi dalam empat kategori.

1. Polusi dari laut. Tingkat polusi maksimum dari isolator sangat

berhubungan dengan jarak lokasi dari laut. Makin jauh dari laut

makin sedikit penumpukan yang terjadi. Polusi ini terbawa ke

permukaan isolator oleh angin. Pada kondisi tertentu seperti

angin typhoon atau badai, sering terjadi penumpukan polutan

dalam jumlah yang sangat besar pada permukaan isolator.

2. Polusi dari industri. Komposisi kimia dari polutan jenis ini

sangat beragam dan bisa membentuk lapisan yang menempel

kuat pada permukaan isolator, seperti : jelaga dan asap dari

cerobong pabrik, debu polusi dari pabrik semen.

6



3. Polusi dari daerah padang pasir. Timbunan polutan tak larut

(NSDD=Non solube Deposit Density ) pada daerah padang

pasir pada umumnya lebih banyak dari pada di daerah polusi

laut. Pada daerah tertentu seringkali terjadi kombinasi dari

keduanya, seperti pada daerah berpasir yang dekat pantai.

Garam laut yang menempel pada permukaan isolator terlapisi

oleh debu yang terbawa dari padang pasir, pada daerah

tersebut besarnya ESDD dan NSDD bisa mencapai di atas 1,0

mg/cm2.

4. Polusi dari gunung berapi. Polutan dalam bentuk debu-debu dari

berbagai ukuran dengan senyawa utama silikat (SiO2) dan

alumina (Al2O3).

Secara kualitatif tingkat polusi bisa dibagi dalam empat tingkat, mulai

dari polusi ringan sampai polusi berat. Berdasarkan hal tersebut, PLN

telah membuat klasifikasi tentang tingkat polusi (SPLN 10-3B: 1993).

Klasifikasi tersebut bisa dilihat pada Tabel A.1. dibawah :

Tabel A.1.Pembagian Tingkat Polusi

Tingkat Polusi Contoh ciri lingkungan yang khas

I. Ringan

Kawasan tanpa industri dan dengan kepadatan rumah

yang rendah yang dilengkapi sarana pembakaran.

Kawasan dengan kepadatan industri yang rendah

atau kepadatan rumah yang rendah tetapi sering

terkena angin dan/atau hujan.

Kawasan pertanian

Kawasan pegunungan

Semua kawasan ini harus terletak paling sedikit 10 km

7



sampai 20 km dari laut dan bukan kawasan terbuka bagi

hembusan angin langsung dari laut.

Kawasan dengan industri yang tidak secara khusus

menghasilkan asap polusi dan atau dengan kepadatan

rumah yang sedang dan dilengkapi sarana

pembakaran.

II. Sedang Kawasan dengan kepadatan rumah yang tinggi dan

atau kepadatan industri yang tinggi, tetapi sering

terkena angin dan atau hujan.

Kawasan terbuka bagi angin dari laut tetapi tidakterlalu dekat dengan pantai (paling sedikit berjarak

beberapa kilometer).

III. Berat Kawasan dengan kepadatan industri yang tinggi dan

pinggiran kota besar dengan kepadatan sarana

pembakaran tinggi yang menghasilkan polusi.

Kawasan dekat laut atau pada setiap keadaan terbuka

bagi hembusan angin yang kencang dari laut.

IV. SangatBerat

Kawasan yang umumnya cukup luas, terkena debukonduktif dan asap industri yang khususnya

menghasilkan endapan konduktif yang tebal.

Kawasan yang umumnya cukup luas sangat dekat

dengan pantai dan terbuka bagi semburan air laut atau

hembusan angin yang sangat kencang dan terpolusi

dari laut.

Kawasan padang pasir, yang ditandai dengan tidak

adanya hujan untuk jangka waktu lama, terbuka bagi

angin kencang yang membawa pasir dan garam serta

terkena kondensasi yang tetap.

Catatan

* Penggunaan pupuk dengan penyemprotan, atau pembakaran sisa

panen dapat mempertinggi tingkat polusi karena hembusan angin.

8



Jarak dari garis pantai tergantung pada topografi kawasan pantai

dan tergantung pada kondisi angin yang ekstrim.

B. Polutan Larut dan Tak Larut

Zat polutan yang mempengaruhi ketahanan permukaan suatu

isolator dapat digolongkan menjadi dua komponen : komponen yang

bersifat larut merupakan komponen konduktif yang terdiri dari garam-

garam yang dapat terurai menjadi ion-ion dalam suatu larutan, seperti

Natrium (NaCl), Magnesium Chlorida (MgCl) dan Natrium Nitrat (NaNO3).

Polutan jenis ini diwakili oleh parameter ESDD (Equivalent Salt Deposit

Density) yang menyatakan banyaknya deposit polutan larut per luas area

(mg/cm2).

S.V. Fukuda melaporkan pengaruh dari beberapa jenis garam yang

dapat larut terhadap tegangan lewat denyar. Dalam penelitiannya dipakai

beberapa jenis garan : Natrium Chlorida (NaCl), Magnesium Chlorida

(MgCl), Natrium Nitrat (NaNO3), Natrium Sulfat (Na2SO4) dan Magnesium

Sulfat (MgSO4). Hasil dari penelitiannya disajikan pada gambar di bawah.

Gambar.1.Tegangan lewat denyar sebagai fungsi dari ESDD

9



Untuk setiap jenis garam, terlihat ada penurunan tingkat tegangan

lewat denyar dengan bertambahnya kerapatannya deposit garam

(ESDD). Nilai penurunan tegangan lewat denyar bervariasi tergantung

dari jenis garam, hal ini dikarenakan daya larut yang tinggi dari beberapa

jenis garam membuat larutan lebih konduktif dan cenderung menghasilkan

tegangan lewat denyar yang lebih rendah.

Komponen tak larut adalah bagian dari zat padat yang tidak dapat

terurai menjadi ion-ion dalam larutan, tetapi komponen ini dapat

mengurangi ketahanan listrik pada isolator, seperti debu, kaolin, tonoko

dan bentonit. Polutan jenis ini diwakili oleh parameter NSDD (Non Soluble

Deposit Density) yang menyatakan banyaknya deposit polutan tak larut

per luas area (mg/cm2).

Ryosuke Matsuoka et al Tahun 1993, dalam penelitiannya

menyebutkan bahwa tidak hanya tegangan ketahanan Isolasi DC dari

Isolator terpolusi buatan yang dipengaruhi oleh jenis polutantak larut

( Kaolin, Tonoko ).

R. Bosignoli et.al Tahun 1993 mengevaluasi efek dari polutan tak

larut (Kaolin) pada tegangan lewat denyar AC dan DC. Penelitiannya

menggunakan Roger’s dan Kaolin yang didapatkan pada industri di

Brasil.

K. Kondo et.al tahun 1995 meneliti pengaruh dari berbagai jenis

polutan tak larut pada tegangan lewat denyar isolator terpolusi.

10



Digunakan Tonoko dan berbagai jenis Kaolin (Roger, Georgia, Italy,

Mexico & Brasil) sebagai polutan tak larut. Hasilnya penelitiannya

diilustrasikan pada gambar berikut :

Gambar.2.Hasil test tegangan lewat denyar DC dari isolator Dengan berbagaipolutan tak larut (NSDD = 0.1 mg/cm2), SDD = 0,03 mg/cm2)

Terdapat perbedaan yang signifikan pada tegangan lewat denyar

dari berbagai jenis Kaolin. Perbedaan tegangan lewat denyar ini

berhubungan dengan ukuran partikel, keseragaman lapisan polutan pada

permukaan isolator dan jenis dari mineral utama dari Kaolin. Proses

terbentuknya lapisan polutan sangat dipengaruhi oleh keadaan udara

seperti kabut, embun, serta hujan rintik-rintik. Polutan seperti SiO2, debu

dan semen Portland, dapat membentuk ikatan mekanis yang mengikat

komponen konduktif. Pada beberapa kasus, ikatan mekanis ini membuat

polutan menempel kuat pada permukaan isolator sehingga pencucian

11



sendiri oleh hujan sulit. Ilustrasi dari lapisan polutan pada permukaan

isolator seperti terlihat pada Gambar B3.

Gambar 3 Lapisan polutan pada permukaan isolator

1. Permukaan

Hydrophilic dan

Hidrophobic

Dalam evaluasi pembahasan (wettability) dari suatu material padat,

pengukuran sudut kontak permukaan merupakan suatu besaran yang

bisa mewakili derajat pembasahan tersebut.

C.1.Tetes air pada permukaan zat padat

Berdasarkan responnya terhadap tetesan air, bisa dibagi dalam dua

jenis, permukaan material padat bisa diklasifikasi dalam dua jenis yaitu

permukaan hydrophobic dan permukaan hydrophilic. Sudut kontak pada

dua jenis permukaan tersebut secara teoritis bisa digambarkan sepertii

pada Gambar C.1.1 dan Gambar C.1.2. berikut .

12



Gambar.3 Bentuk butiran air pada permukaan hydrophobic

Gambar 4. Bentuk butiran air pada Permukaan hydrophilic

Sudut kontak digunakan secara umum untuk merepresentasikan

derajat pembahasan, karena cara pengukurannya yang muda. Dari hal di

atas terlihat bahwa semakin besar sudut kontak maka permukaan

tersebut semakin hydrophobic. Isolator keramik permukaan bersifat

hydropnilic sedangkan isolator polymer permukaannya bersifat

hydrophobic.

Sudut kontak permukaan dan energi bebas permukaan dari suatu

material pada secara kuantitatif berhubungan dengan persamaan Young.

Ys = Ys1 + Y1 cos∅ ........................................................(C.1)

Dengan ∅ adalah sudut kontak. Sedangkan Ys, Y1 dan Ys1 berturut-turut

adalah energi bebas permukaan per unit area dari material padat, material

13



cair dan material padat-material cair. Gambar C.1.3 menunjukkan Ys Y1

dan Ys1 pada permukaan hydrophobic dan hydrophilic.

Persamaan C.1 menunjukkan keseimbangan dari Ys Y1 dan Ys1 pada

bidang kontak. Tetesan air dapat mengatur bentuknya secara otomatis

dengan cara mengatur besarnya sudut kontak sampai tercapai

keseimbangan.

Gambar C.1.3. Keseimbangan energi pada permukaan hydrophobic

Gambar 5. Keseimbangan energi pada permukaan hydrophilic

Sebagai contoh, pada suatu permukaan dengan energi bebas

permukaan yang tinggi seperti pada permukaan logam, gelas dan

porselin, komponen Ys lebih besar daripada Ys1. Tetes air akan

14



menyebar secara perlahan dan menurunkan sudut kontak sampai jumlah

dari Ys1 dan Y1 cos ∅ sama dengan Ys seperti yang ditunjukkan pada

gambar C.1.4. Sebaliknya pada permukaan dengan energi bebas

permukaan rendah, seperti pada permukaan silicon rubber, Ys lebih kecil

dari pada Ys1. Tetes air akan mengumpulkan dan menaikkan sudut kontak

untuk merubah arah proyeksi dari Y1 sampai jumlah Ys dan harga mutlak

dari Y1 cos ∅ sama dengan Ys1 seperti yang ditunjukkan pada gambar C.1.4

di atas.

C.2. Metode Pengukuran Sudut Kontak

Dalam pengukuran sudut kontak antara tetes air dan permukaan

horizontal material padat, ada tiga metode yang sering digunakan.

Metode pertama adalah mengukur sudut kontak ∅ langsung dengan

menggambar garis singgung pada titik seperti pada gambar. Metode

kedua dengan mengukur tinggi tetesan h dan diameter dasar dari tetesan

d seperti gambar. Dan selanjutnya sudut kontak ∅ dan volume tetesan V

dapat dihitung dengan rumus :

∅ = 2 tg-1 (2h/d)...................................................................(C.2)

V = 3.14 h2 (3r – h)/3.........................................................(C.3)

dengan r = d / 2 sin ∅. Metode ketiga dengan mengukur sudut ∅1 dan ∅2

seperti gambar. Dan selanjutnya sudut ∅ dapat dihitung dengan

menjumlahkannya.

∅ = ∅1 + ∅2..................................................................................(C.4)

15



Gambar 6.Tiga metoda untuk pengukuran sudut konta

Metoda pertama didasarkan pada definisi dari sudut kontak. Namun

akurasinya kurang dibandingkan dua metode yang lain, dikarenakan sulit

menggambar suatu garis singgung secara akurat. Pada penelitian ini

digunakan metoda kedua karena mudah pengukurannya dan dengan

ketelitian yang memadai.

Beberapa literatur telah membahas tentang pengaruh polutan tak

larut pada tegangan lewat denyar isolator yang terpolusi buatan antara

lain:

Masaru Ishii et. al. 1991, melaporkan bahwa tegangan lewat denyar

DC dari isolator yang terpolusi buatan dipengaruhi oleh jenis dari polutan

tak larut (Kaolin).

Ryosure Matsuoka et.al. pada ISH ke 8 tahun 1993, dalam

penelitiannya menyebutkan bahwa tidak hanya tegangan ketahanan

isolasi DC tetapi juga tegangan ketahanan isolasi AC dari isolasi terpolusi

buatan yang dipengaruhi oleh jenis polutan tak larut (Kaolin).

K. Kondo et. al. tahun 1995, membahas pengaruh dari berbagai

jenis Kaolin, Italian Koalin, Mixecan Kaolin, sebagai pembanding

digunakan Tonoka.

16



Gamyasla Rudana Putra tahun 1998, dalam penelitiannya bahwa

tegangan lewat denyar AC dari isolator yang terpolusi buatan di pengaruhi

oleh jenis dari polutan teklarut.

Penelitian yang dilakukan oleh keempat penelititersebut

menggunakan polutan tak larut murni,bukan suatu polutan nyata diambil

dari lapangan. Penelitian yang dilaporkan dalam tulisan ini merupakan

simulasi fenomena lewat denyar yang terjadi pada Isolator 20 kV pada

Gardu Distribusi PT Semen Tonasa lankah simulasi dilakukan dengan

cara :

1. Pengambilan sampel dan data lingkungan (suhu, kelembaban, lokasi)

di GD PT. Semen Tonasa.

2. Analisis sifat-sifat kimia, Analisis sifat-sifat fisik dan analisis sifat-sifat

listrik dari polutan GD PT. Semen Tonasa.

3. Pemilihan metode dan perancangan eksperimen yang diperlukan untuk

Analisis di atas.

Penelitian menggunakan polutan tak larut Kaolin (polutan tak larut

standard IEC 507 – 91) sebagai pembanding.

17



BABIII

METODE PENELITIAN

A.Tempat Penelitian

Penelitian akan dilaksanakan di dua temapat yaitu

pengambilansampel di GD PT. Semen Tonasa dan dianalisa dii

Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi dan Teknik Kimia Politeknik Negeri

Ujung Pandang.

Metode dan prosedur yang digunakan dalam menganalisa polutan

GD PT. Semen Tonasa meliputi tiga hal :

a. Analisa sifat kimia

b. Analisa sifat fisika

c. Analisa sifat listrik

Untuk lebih jelasnya ketiga jenis analisa yang digunakan

digambarkan seperti pada gambar A.1.

18



Gambar 7 Skema diagram Eksperimen

B.Eksperimen Sifat Kimia

B.1. Eksperimen A.1 : Komposisi Unsur Polutan GD PT.Semen Tonasa

Analisa sampel dibutuhkan untuk mendapatkan komposisi kimia dari

kontaminan, untuk tujuan tersebut digunakan AAS-Atomic-Absorbtion

Spectroscopy. Prinsip dari ASS didasarkan pada prinsip atom-atom akan

mengalami transisi bila menyerap energi. Energi akan dipancarkan ketika

atom yang tereksitasi kembali ke tingkat energi dasar. Detektor akan

mendeteksi energi terpencar tersebut. Dengan metode ini, dapat

ditentukan konsentrasi Ion Logam yang rendah sampai ppm termasuk

alkali dan alkali tanah dalam waktu cepat.

19

Polutan GI.

Petro

A. AnalisaKimia

B. Analisa

Fisika

C. AnalisaListrik

A. 1. Komposisi unsur

2.Konduktivitas larutan

B. 1. Sudut Kontak

C. 1. Konduktivitas permukaan unsur 2. Tegangan lewat denyar isolator



Metode dan prosedur eksperimen bisa dijelaskan sebagai berikut :

Proses Keluaran1. Pengambilan polutan di GD

PT. Semen Tonasa

2. Digunakan Kaolin sebagai

pembanding

3. Analisa polutan GD PT. Semen

Tonasa Tonasa dan Kaolin

dengan menggunakan AAS di

Laboratorium Teknik Kimia

Politeknik Negeri Ujung

Pandang

20

Data

Komposisi

Unsur



B.2. Eksperimen A-2 : Pengukuran konduktivitas larutanpolutan

Pengukuran konduktivitas dilakukan dengan alat ukur konduktivitas

TDScan IV. Alat ini mempunyai daerah pengukuran mulai dari 0,1 mS,

sampai 19,9 mS dengan resolusi 0,1 mS dan kesalahan 2%. Alat ini telah

dilengkapi dengan koreksi temperatur berupa ATC – Automatic

Temperatur Compensation, sehingga data yang didapat tidak perlu

dikonversikan lagi. Metode dan prosedur dari eksperimen dijelaskan

seperti di bawah ini.

PROSES KELUARAN

1. PENYIAPAN LARUTAN POLUTAN

PELARUT : AIR AQUA SATU

LITER DENGAN

KONDUKTIVITAS

ZAT TERLARUT : POLUTAN

GI. PETRO & KAOLIN DENGAN

KONSENTRASI :

20,40,60,80,100,120,140,160,180,

200,200,220,240,260,280,300

Gram per liter

2. PENGUKURAN KONDUKTIVITAS

LARUTAN DENGAN

MENGGUNAKAN TDSCAN 4

21

DATA

KONDUKTIVITAS

LARUTAN



Gambar 8 Skema Pengukuran Konduktivitas larutan polutan

Untuk menjaga harga konduktivitas yang akurat, digunakan pelarut

berupa air mineral kemasan dengan nama dagang ”Aqua”. Dari hasil

pengukuran didapatkan harga konduktivitas dari ”Aqua” yaitu 0,2 mS

(air PDAM harga konduktivitas berubah antara 0,2 – 0,4 mS).

Larutan yang terbentuk merupakan suatu suspensi dimana antara

pelarut (air aqua) dan polutan akan terpisah kalau didiamkan. Walaupun

terjadi pemisahan, konduktivitas suatu larutan hanya dipengaruhi oleh

komponen yang larut menjadi ion-ion saja tidak tergantung pada

pengendapan yang terjadi. Dengan demikian saat pengukuran tidak

mempengaruhi harga konduktivitas. Skema dari pengukuran

konduktivitas ditunjukkan pada gambar.

22



C.Eksperimen Sifat Fisika

C.1. Eksperimen B-1 : Pengukuran sudut kontak

Eksperimen ini bertujuan untuk mengetahui besarnya sudut kontak

yang terjadi antara tetes air dan permukaan material yang telah dilapisi

polutan.

Sudut kontak permukaan merupakan suatu besaran yang bisa mewakili

derajat kebebasan (wettability) dari suatu material.

Prosedur dan metode kesperimen seperti dibawah.

PROSES KELUARAN

1. PERSIAPAN LAPISAN POLUTAN(POLUTAN GI. PETRO DANKAOLIN PADA ISOLATORKERAMIK; POLUTAN GI. PETRODAN KAOLIN PADA PERMUKAANSILICONE RUBBER)

2. PEMBERIAN TETES AIR PADASETIAP LAPISAN POLUTAN

3. PENGAMBILAN FOTO UNTUKPENGUKURAN SUDUT KONTAK

4. PENGUKURAN SUDUT KONTAKUNTUK MASING-MASING KONDISILAPISAN.

Permukaan isolator dengan bahan keramik bersifat hydrophilic, sifat

dari permukaan ini ditunjukkan dengan harga sudut kontak yang rendah.

Sebagai perbandingan digunakan silicon rubber, silicon rubber merupakan

suatu material yang bersifat hydrophobic, hal ini ditunjukkan dengan harga

sudut kontak yang besar. Pembentukan kemampuan hydrophobic silicon

rubber tergantung pada waktu.

23

DATA

SUDUT

KONTAK



Skema pengukuran sudut kontak ditunjukkan pada gambar di bawah:

Gambar 9 skema pengukuran sudut kontak

D.Eksperimen Sifat Listrik

D.1. Eksperimen C-1 Konduktivitas permukaan isolator terpolusi

Pengukuran konduktivitas dilakukan untuk empat kondisi keadaan,

yaitu :

1. Kondisi bersih-kering (tanpa polutan dan tanpa pembahasan)

2. Kondisi bersih-basah (tanpa polutan dan dengan pembahasan)

3. Kondisi terpolusi-kering (dengan polutan dan tanpa pembahasan)

4. Kondisi terpolusi-basah (dengan polutan dan dengan pembahasan)

bila tegangan diterapkan pada isolator, arus akan mengalir melalui

permukaannya. Arus ini disebut arus bocor permukaan. Pada kondisi

permukaan terpolusi, arus bocor terjadi dapat dipergunakan sebagai

indikator tingkat polusi suatu daerah.

Prosedur dan skema eksperimen pengukuran konduktivitas permukaan

isolator pada kondisi bersih-kering dan bersih-basah ditunjukkan seperti

24



Tegangan kV

dibawah. Pengukuran pada dua buah isolator Pin post, dan diambil harga

rata-ratanya.

Gambarr 10 kema rangkaian pengukuran konduktivitas permukaan kondisi Bersih-Kering dan bersih-basah

Keterangan simbol pada gambar D.1.1.

Tr : trafo tegangan tinggi, 220 V/100 kVC : capasitor tegangan tinggi, 100 pFCF : alat ukur tegangan puncak Chubb & FortesqueSB : sela bola untuk proteksi tegangan lebih, jarak 1 cmR1 : tahanan pelindung trafo jika terjadi hubung singkat, 10 M ohm

µ A : mikro amperemeter digital bolak-balikRK : ruang kabut dilengkapi dengan injeksi uapITR : isolator uji, PIN Post 20 kV.

Proses Keluaran1. Pengukuran pada kondisi bersih-kering2. Persiapan isolator pin post (pencucian &

pengeringan agar bersih dari debu danminyak).

25

KERI

NG

KonduktivitasPermukaan Isolator Bersih



3. Penempatan isolator pada ruang kabut danpencatatan suhu serta kelembabannya.

4. Penerapan tegangan secara bertahap mulaidari 5 kV – 60 kV.5. Dicatat besar arus bocor yang terjadi6. Pengukuran pada kondisi bersih-basah,

pengkondisian kelembaban ruang kabutmelalui injeksi uap (90-95%)

7. Langkah selanjutnya sama dengan langkah2 - 5

Uraian dibawah merupakan prosedur dan skema eksperimen

pengukuran konduktivitas permukaan isolator pada kondisi terpolusi-

basah. Pengukuran dilakukan pada dua buah isolator Pin-Post, dan

diambil harga rata-ratanya.

Digunakan dua polutan (polutan GD. Semen Tonasa dan Kaolin),

konsentrasi dari polutan dimulai dari harga 100 gram/liter sampai 300

gram/liter. Pembentukan lapisan polutan melalui penyemprotan

(”spraying”) sesuai dengan IEC-507, dipilih metode ini dikarenakan lebih

efisien dalam penggunaan polutan dibandingkan pencelupan (”dipping”)

atau pengaliran. (”flowing”). Penyemprotan lapisan polutan dilakukan

pada tiga buah isolator Pin Post, dua buah untuk uji arus kocor

sedangkan isolator ketiga untuk pengukuran NSDD.

26



Tegangan kV

Gambar 11 .Skema rangkaian pengukuran konduktivitas permukaan kondisi

terpolusi-kering dan t erpolusi-kering dan terpolusi-basah

PROSES KELUARAN1. Pengukuran pada kondisi terpolusi-kering2. Persiapan isolator pin post (pencucian &

pengeringan agar bersih dari debu danminyak).

3. Penempatan isolator pada ruang kabutdan pencatatan suhu sertakelembabannya.

4. Penerapan tegangan secara bertahapmulai dari 5 kV – 60 kV.

5. Dicatat besar arus bocor yang terjadi6. Pengukuran pada kondisi bersih-basah,pengkondisian kelembaban ruang kabutmelalui injeksi uap (90-95%)

7. Langkah selanjutnya sama denganlangkah

Catatan

Untuk menguji pengaruh dari kelembaban, digunakan dua kondisi

kelembaban 80 – 85% dan 90 – 95%.

D.2. Eksperimen C-2 Tegangan lewat denyar

Dalam pengukuran tegangan lewat denyur pada kondisi basah

percikan bisa timbul dari ujung-ujung tetes air ke body isolator. Percikan

27

KERI

NG

Konduktivitas

Permukaan Isolator Terpolusi



Tegangan kV

yang diamati adalah percikan timbul karena pelepasan muatan dari

bagian ”kering” (tanpa tetes air). Level ketahanan isolator dari isolator

(whithstand voltage) merupkan tegangan kritis, yaitu tegangan maksimum

yang masih dapat ditahan oleh isolator sebelum lewat denyur.

Pengukuran tegangan lewat denyur dilakukan untuk dua tingkat

pengotoran (konsentrasi polutan 100 gr/l dan 300 gr/l). Prosedur dan

skema eksperimen seperti di bawah.

PROSES KELUARAN1. Penyemprotan isolator pin post dengan

larutan polutan (100 gr/l dan 300 gr/l)2. Penempatan isolator pada ruang kabut

dan pencatatan suhu dankelembabannya (90-95%).

3. Tegangan dinaikkan secara perlahansampai terlihat percikan ditunggu limamenit. Tegangan dinaikkan lagi perlahansampai lewat denyar terjadi.

28

BASA

Tegangan FO



Gambar 12 .Skema rangkaian pengukuran lewat denyar

Keterangan simbol pada gambar D.2.1.

Tr : trafo tegangan tinggi, 220 V/100 kV

C : capasitor tegangan tinggi, 100 pFCF : alat ukur tegangan puncak Chubb & FortesqueR1 : tahanan pelindung trafo jika terjadi hubung singkat, 10 M ohmITR : isolator uji, PIN Post 20 kV.

29



E.TAHAPAN PELAKSANAAN

30

MULAI

PERSIAPAN

PEMBUATAN

RANGKA

BENDA KERJA

PENGUJIAN

MENGANALIS

A POLUTAN GD

PT. SEMEN

TONASA

ANALISA

FISIKA

KESIMPULAN

SELESAI

ANALISA

LISTRIK

ANALISA

KIMIA

YA

TIDAK



DAFTAR PUSTAKA

1. Arismunandar A, 1975. Teknik Tenaga Listrik Jilid II . PradinyaParamita, Jakarta

2 Arismunandar A, 1979. Teknik Tenaga Listrik Jilid II . PradinyaParamita, Jakarta

3. Gonen Turan, 1978. Modern Power System Analisis New York.

4. Hutauruk, T.S. 1990. Transmisi Daya Listrik. Erlangga, Jakarta.

5. Solymer L, and D. Walsh, 1998. Electrical Properties of MaterialsUniversitas of oxford. New York.

6. Suwarno, 1999. Material Elektroteknik . ITB. Bandung.

7. William D and Stevenson Ir. 1996. Analisa Sistem Tenaga Listrik

8. Arismunandar A, 1978. Teknik Tegangan Tinggi , Bandung.

31



JUDUL :

UNJUK KERJA ISOLATOR 20 KV

AKIBAT PENGARUH POLUTAN TAK LARUT

PADA GARDU DISTRIBUSI PT. SEMEN TONASA II

(STUDI KASUS)

Disusun dan diajukan oleh :

Herman Nauwir P2202201003

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO/TEKNIK TENAGA

MenyetujuiKomisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. H. Muh. Arief. M. Eng

KetuaDr. Ir. Salama Manjang, MT

Anggota

Ketua Program Studi Teknik ElektroProgram Pascasarjana Unhas

Prof. Dr. Ir. Muh. Arief, M.Eng

32



DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................... i

DAFTAR ISI ..................................................................................... ii

BAB I. PENDAHULUAN ........................................................ 1

A. Latar Belakang .................................................... 1

B. Rumusan Masalah .............................................. 2

C. Tujuan Penelitian ................................................ 3

D. Manfaat Penelitian .............................................. 3

E. Batasan Masalah ................................................ 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................. 5

2.1. Polusi pada Isolator ............................................ 5

2.2. Polutan Larut dan Tak Larut ............................... 8

2.3. Permukaan Hidrophilic dan Hidrophobic ............ 11

2.3.1. Tetes Air pada Permukaan Zat Padat ............. 11

2.3.2. Metode Pengukuran Sudut Kontak ................. 14

BAB III. METODE DAN PROSES PENELITIAN .................... 18

3.1. Eksperimen Sifat Kimia ...................................... 19

3.1.1.Komposisi Unsur Polutan GD. PT. Semen Tonasa 19

3.2.1. Pengukuran Konduktivitas Larutan Palutan .. .. 20

3.2. Eksperimen Sifat Fisika ...................................... 22

3.2.1. Pengukuran sudut Kontak ............................... 22

3.3. Eksperimen Sifat Listrik ...................................... 23

33



3.3.1. Konduktivitas Permukaan Isolator Terpolusi ... 23

3.3.2. Tegangan Lewat Denyar ................................. 26

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... 29

34

Documents

2-PENDAHULUAN 1