PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP TEGANGAN TEMBUS PADA BAHAN ISOLASI CAIR.

Luthvi okiariandiWahyudin

Faris

Tegangan tembus (breakdown Voltage)Merupakan suatu peristiwa apabila medanMagnet dinaikkan(tegangan terus-menerusdinaikkan),atom-atom akan terionisasi dansampai batas kemampuan isolator tersebutMenahan tegangan maka isolator tersebut

akanBerubah menjadi konduktor. Saat kritis iniDisebut breakdown.

Pengertian Tegangan Tembus

Isolasi cair memiliki dua fungsi yaitu sebagaiPemisah antara bagian yang bertegangan

danjuga sebagai pendingin sehingga banyakdigunakan pada peralatan sepertitransformator, pemutus tenaga, switch gear

Pengertian Isolasi Cair

Sifat ListrikSifat-sifat listrik yang sangat penting dalam

menentukankinerja dielektrik dari dielektrik cair adalah :

1. Withstand Breakdown kemampuan untuk tidak mengalami ketembusan dalam kondisi tekanan listrik (electric stress) yang tinggi.

2. Resistivitas : suatu cairan dapat digolongkan sebagai isolasi cair bila resistivitasnya lebih besar dari 109 ohm-meter. Resistivitas yang diperlukan pada sistem tegangan tinggi untuk material isolasi adalah 1016 ohm-meter atau lebih.

Karakteristik Isolasi Cair

•Karakteristik Perpindahan Panas Pada peralatan yang terisi oleh isolasi cair (transformer,kabel, circuit breaker, dll) perpindahan panas biasanya dipengaruhi oleh konveksi. faktor utama yang mengontrol perpindahan panas adalah konduktivitas termal dan viskositas. Semakin tinggi nilai darikonduktivitas termal maka semakin dapat digunakan pada peralatan sebagaimana dapat dioperasikan secara berkelanjutan pada temperatur yang tinggi. Pada penggunaan yang lain, nilai konduktivitas termal yang rendah dan nilai viskositas yang tinggi dapat menjadipenyebab terjadinya pemanasan berlebihan pada area tertentu.

• Kestabilan KimiawiPada penggunaannya, isolasi cair yang terkena tekanan termal dan listrik karena adanya material seperti O2, air, serat dan hasil-hasil dari pemisahan bahan isolasi padat.Hal tersebut bisa mempengaruhi kestabilan dari rantai kimia dari isolasi cair.

Mekanisme Streamer Breakdown Voltage atau tegangan tembus menjelaskan mengenai pengembangan 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.

Ciri utama teori kegagalan streamer breakdown

voltage adalah Postulasi sejumlah besarfotoionisasi molekul dalam ruang di depanstreamer dan pembesaran medan listriksetempat oleh Muatan ruang ion pada ujungelektroda.

Gambar 1 : Streamer Breakdown Voltage

Gambar pengujian tegangan tembus

Gambar 2. Inception Voltage Corona

Gambar 3. Gelembung-Gelembung Gas

Analisis Hasil PengujianPada gambar 1 adalah salah satu contoh hasil pengujian untuk memperoleh Tegangan tembus (Streamer Breakdown Voltage). Elektroda set mulai diberikan tegangan, disini akan terlihat arus minyak yang berputar disekitar elektroda karena pengaruh medan yang kuat. Tegangan semakin dinaikkan dan pada tegangan terukur 30 kV muncul flashover untuk pertama kali atau dikenal dengan istilah Inception Voltage.

Pada saat Inception Voltage, maka pada saat itulah kekuatan dielektrik cair untuk menahan tegangan tembus seperti pada gambar 2. Pada saat tegangan semakin diperbesar menjadi 34 kV maka terjadi peristiwa tembus atau Streamer Breakdown Voltage. Tegangan saat terjadi peristiwa tembus dicatat sebagai tegangan tembus seperti terlihat pada gambar 1.Setelah terjadi flashover akan muncul gelembunggelembung gas (Gambar 3), Gelembung ini muncul akibat proses ionisasi dalam isolasi minyak. Gelembung-gelembung ini juga akan mempengaruhi Streamer Breakdown Voltage.

Mekanisme Streamer Breakdown Voltage

Saat elektroda diberikan tegangan maka akan terjadi medan disekitar elektroda, semakin besar tegangan yang di berikan maka medan akan semakin kuat. Bila tegangan yang diberikan sudah melampaui batas kekuatan isolasi minyak,maka akan muncul lucutan korona yang pertama kali (Inception Voltage) seperti dalam gambar 4. Setelah terjadi Inception Voltage, maka akan terbentuk gelembung-gelembung gas di sekitar elektroda. Gelembung ini tercipta akibat dari reaksi kimia yang terjadi didalam minyak. Karena pengaruh tegangan yang kuat maka beberapa molekul minyak akan terionisasi, dan melepas gas. Ternyata gelembung gas tersebut tidak menghilang dengan cepat, tetapi masih terpencar di kedua ujung elektroda. Dan gelembung-gelembung tersebut pecahmenjadi gelembung yang lebih kecil lagi (micro-bubles). Hal ini akan menyebabkan semakin cepatnya timbul Steamer Breakdown Voltage.

Karena pengaruh medan yang kuat diantara elekroda maka gelembung-gelembung gas dalam cairan tersebut akan berubah menjadi memanjang searah dengan medan. Gelembung-gelembung tersebut akan saling sambung menyambung dan membentuk jembatan yang akhirnya akan mengawali terjadinya kegagalan seperti dalam gambar 5. Jika sudah terbentuk jembatan gelembung tersebut, maka untuk lucutan korona berikutnya akan menjadi lebih cepat lagi sehingga terjadilah Streamer Breakdown Voltage seperti gambar 6.

Jadi gelembung - gelembung tersebut sangat mempengaruhi Streamer Breakdown menjadi lebih cepat disamping faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan tembus seperti tipe minyak isolasi, temperatur dan tekanan, dan butiran – butiran padat akibat ketidakmurnian dari isolasi cair. Gambar 7 dan 8 adalah gambar terbaik yang didapatkan selama pengujian.

Gambar 4 :Inception Voltage Corona Gambar 5 : Loncatan

Korona pada Gelembung

Gambar 6 :Streamer Breakdown Voltage Gambar 7 :Streamer Breakdown

pada elektroda 1 mm tegangan AC

Gambar 8 : Streamer Breakdown pada elektroda 2 mm tegangan DC

SEKIAN DAN TERIMAKASIH