TEKNIK TEGANGAN TINGGITEL310 / 3 SKS

Herman H SinagaNining Purwasih

DESKRIPSI SINGKAT

Mata kuliah ini akan membahas dasar‐dasar teknik tegangan tinggi danmengetahui peralatan‐peralatan yang digunakan dalam tegangan tinggiyang meliputi : latar belakang, pengertian, penggunaan, dan penanganantegangan tinggi serta gejala‐gejala yang ditimbulkannnya. Teknik‐teknikPembangkitan Tegangan Tinggi AC, DC dan Impuls. Teknik‐teknikpengukuran tegangan tinggi mencakup pengukuran tegangan tinggi AC, DC dan Impuls. Pengujian menggunakan tegangan tinggi (merusak dantidak merusak) Penanganan dan pengamanan tegangan tinggi, Dasar‐dasar teori kegagalan pada bahan isolator (padat,cair,gas, vakum), sifat‐sifat elektrik material isolasi tegangan tinggi.Dengan demikian mahasiswaakan dituntun untuk dapat memahami fenomena tegangan tinggi danmampu melakukan pengujian terhadap bahan‐bahan dielektrik danperalatan‐peralatan tegangan tinggi dalam sistem tenaga listrik, sepertipengujian isolator, pengujian trafo dan lain‐lain.

PENDAHULUAN

Review Historis

• Gejala listrik pertama sekali diamati oleh philosopis Yunani “Thales of Miletus” pada tahun 600 B.C. Mengamati timbulnya “spark” (lompatan electron) padabulu yang digosok dengan ambar. Dalam bahasa Yunani ambar adalah elektron.

• Tahun 1745 Pieter van Musschenbroek menciptakan “Leyden Jar” yang merupakankapasitor pertama.

• Benjamin Franklin pada tahun 1952 menunjukkan hubungan petir dengan aruslistrik.

• Luigi Galvani dan Alessandro Volta membuat experiment yang menunjukkaninteraksi elktroda metal dan cairan elektrolit sebagai cikal bakal batere.

• Experiment yang dilakukan oleh Faraday menghasilkan listrik denganmenggerakkan konduktor melintasi medan magnet statis. Meupakan dasarpembangkitan energy listrik sampai saat ini.

• Thomas Alva Edison (1847 – 1931), inventor paling produktif pada bidang aplikasiperalatan listrik. Hasil paling popular : Bola Lampu Pijar.

• Kimberley di Afrika Selatan mengalirkan listrik untuk peneranganjalan untuk pertama kali, mendahului Pearl Street Power Station di New York. Keduannya memiliki permasalahn yang sama, jarak supply listrik yang terbatas.

• Nikola Tesla (1856 – 1943), menunjukkan bahwa tegangan listrik dapatdinaikkan dengan menggunakan transformator pada tahun 1886.

• Timbul permasalahan dengan pengisolasian saluran udara. Pengaruhfenomena alam seperti petir menjadi hal yang harus diperhitungkan, yang mengarahkan kepada perlunya penelahan Teknik TeganganTinggi.

Review Historis

Level Tegangan

• Rendah• Medium• Tinggi• Extra tinggi• Ultra Tinggi

LEVEL TEGANGAN

Konsumenac power frequency :

110 V, 220 V‐ satu phase440 V, 3.3 kV ,6.6 kV, 11 kV‐ tiga phase 

Pembangkitan: Tiga phase generator synchronous440 V, 3.3 kV, 6.6 kV (small generators) , 11 kV (110 & 220 MW)      21.5 kV ( 500 MW), 33 kV (1000 MW)[sangat dibatasi oleh permasalahan isolasi] 

Distribusi :Tiga phase 380 V, 440 V, 3.3 kV, 6.6 kV, 11 kV, 33 kV, 66 kV (dengan tingkat kepadatan konsumsi daya yang terus meningkat, level tegangan distribusi jugameningkat dikarenakan kapasitas penyaluran dayasebanding dengan kuadrat level tegangan(di Jerman 440 V , 3.0 kV 6.0 kV, 10 kV, 30 kV, 60 kV)

Transmissi AC : 110 kV, 132 kV, 220 kV, 380 ‐ 400 kV, 500 kV, 765 ‐ 800 kV, 1000 kV and 1150 kV .

LEVEL TEGANGAN

LEVEL TEGANGAN

Transmisi DC : dc single pole and bipolar lines :± 100 kV sampai ± 500 kV 

Catatan :Negara seperti : US, Canada dan Japan menggunakan system 110 V  untuk tegan konsumen

Jaringan Transmisi

Daya yang digunakan oleh saluran transmisi berhubungan dengan daya yang disalurkan ke beban:S = √3 V IDengan S, daya yang disalurkan (kVA), V  tenganan phase ke phase (kV) dan I arus (A) 

Tekanan Medan Listrik

Faktor penting dalam aplikasi tegangan tinggi: kekuatan dielektrik bahanisolasi dan tekanan medan listrik yang dialami oleh system isolasi. 

Tekanan elektris yang dialami oleh system isolasi sebanding dengangradient tegangan dan intensitas medan listrik:

dengan = tegangan

(gradient)

merupakan komponen vector posisi,

Kekuatan dielektrik = tekanan dielektrik maksimum yang dapat dipikul oleh material tanpa mengalami breakdown.

Kekuatan breakdown elektris suatu bahan sangat dipengaruhioleh : suhu, kelembapan, konfigurasi medan pada material, jenis bahan electrode, kondisi permukaan elektroda dsb.

Tekanan Medan Listrik

Material Isolasi dan dielektrik

Dielektrik gasPaling umum : udaraBahan lain : Nitrogen , Sulphurhexafluoride SF6 dan campuran CO2 and N2 . 

Vacuum sebagai DielektikVacuum dalam orde 10‐5 Torr atau lebih rendah menghasilkan system isolasi yang sangat baik.

Dielektrik cairMaterial cair organic, minyak isolasi mineral, campuran bahan natural dansintetis

Dielektrik solidSangat beragamBahan paling banyak digunakan : XLPE, PVC, keramik, kaca, karet, resin, plastic yang diperkuat, polypropylene, kertas, pressboard, bakelite, Teflon, dll

Sumber kepustakaan

1. Ryan HM., “High Voltage Engineering and Testing” Peter Peregrinus Behalf IEE, 1998.

2. Tobing Bonggas L.., “Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi”, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2003.

3. Sirait, K.T., at al,”Teknik Tegangan Tinggi” Diktat Kuliah ITB, 1986.4. Kuffel, E & W.S. Zaengl, High Voltage Engineering, Pergamon Press, Oxford, 

19845. Gallagher, T.J. & Pearmin A.J., High Voltage Measurement, Testing and 

Design, John Willey &Sons, New York, 19836. Arismunandar A., “Teknik Tegangan Tinggi” Paradnya Paramita, Jakarta, 

1984.7. Kind, D.,”Pengantar Teknik Eksperimnetal Tegangan Tinggi, Penerbit ITB 

Bandung.

Plagiat, Curang dan Kolusi

Plagiat termasuk mencopy seluruh atau sebagain karya orang lain dan mengakuinya sebagai karya sendiri. Juga termasuk mengambilide orang lain tanpa memberikan referensi yang memadai.

Curang : melakukan tindakan tidak pantas untuk mendapatkankeuntungan tidak wajar dalam mengerjakan tugas atau ujian.

Kolusi : kerjasama dalam mengerjakan tugas atau ujian tanpapersetujuan pengawas/dosen.

Pelanggaran terhadap praktik plagiat, curang atau kolusi dapatberupa pengurangan nilai dan/atau dinyatakan gagal dalam matakuliah