Tugas Pak Iqbal

  • View
    51

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Tugas Pak Iqbal

Tugas Pengukuran Listrik

Tugas Pengukuran ListrikListrik & InstrumentasiOlehNino Hendra Pratama6511010018

1. Pengertian Teori Dielektrik dan PrakteknyaSemua sirkuit listrik menggunakan isolasi nonconductive dan batas batas yang diharuskan menurut panduan arus listrik dalam sirkuit. Oleh karena itu bahan isolasi listrik harus menunjukkkan resistansi yang tinggi terhadap rendahnya arus listrik , kekuatan yang tinggi untuk menahan stress listrik dan merupakan properties panas yang baik . Terdapat tiga fundamental dalam sirkuit listrik dalam hukum Ohm diantaranya ;a. Sirkuit listrik (b. Dielektrik circuit (c. Magnetic circuit (Dimana ; E adalah electromotive forceF adalah magnetic motive forceR adalah electrical resistanceS adalah dielectric resistanceR adalah magnetic resistanceI adalah arus pada sirkuit listrik adalah electrical flux pada dielectric circuit adalah magnetic flux pada magnetic circuitSelain itu ketiga hal diatas juga mempunyai rumus lain sebagai berikut ;a. b. c. Dimana ; adalah resistivity adalah relative capacity (dielectric constant) adalah relative permeabilityMeskipun sirkuit ini sekilas sama dengan yang lainnya tetapi berbeda pada actual practicenya . Pada rangkaian listrik, rangkaian dibatasi pada bagian dalam konduktor dan bagian sepanjang konduktor, dimana terdapat pada dielektrik dan panjang rangkaian magnetic dari bagian yang short , tidak teratur , dan sebagian biasanya dari kebocora flux dalam udara , sehingga hal ini lebih sulit presisinya daripada sirkuit listrik . Selain itu, arus dalam rangkaian listrik dapat diukur dengan sangat mudah dibanding pengukuran di sirkuit dielektrik dan magnetik. Pada dasarnya, sirkuit dielektrik berbeda jauh dari sebuah sirkuit listrik dan magnetik dalam desainnya, prediktabilitas, dan kehandalan. Berikut penjelasan mengenai rangkaian dielektrik ;Dielektrik : Dielektrik adalah istilah yang digunakan untuk mengidentifikasi media, seperti isolasi di mana muatan medan listrik dapat diproduksi dan dipertahankan. Energi yang dibutuhkan untuk mengisi dielektrik dapat diperoleh kembali, secara keseluruhan atau sebagian, ketika muatan dipindahkan.Dielektrik konstan : Konstanta Dielektrik dikenal sebagai induktif spesifik kapasitansi, capacitivity, atau permittivity. Konstanta dielektrik dari media atau materi didefinisikan sebagai rasio kapasitansikonfigurasi tertentu elektroda dengan media dielektrik, dengan kapasitansi dari ruang hampa (atau udara) sebagai dielektrik antara elektroda.Dielektric absorption : Dielektric absoption adalah sebuah fenomena yang terjadi pada dielektrik dimana muatan positif dan negatif dipisahkan ke masing-masing polaritas ketika tegangan DC berada pada dielektrik. Fenomena ini tergantung waktu dan biasanya seiring dengan turunnya arus secara bertahap pada tegangan DC.

Dielectric loss : Dielectric loss adalah tingkat waktu di mana energi listrik berubah menjadi panas dalam dielektrik ketika terkena electric field. Kerugian dielektrik dikaitkan dengan kerugian komponen nyata (watt) dalam dielektrik.Dielectric PF: Material dielectric PF adalah rasio daya yang hilang pada material dalam watt (rugi watt) ke volt ampere-efektif (tegangan efektiv arus) saat diuji dengan sinusoidal (AC) tegangan. Bilangannya dinyatakan sebagai kosinus dari dielektrik fase sudut () atau cos .Dielektrik DF: Dielektrik DF adalah tangen dari loss angle (90 - ). Hal ini sering disebut sebagai tan (tan delta).Dielektrik loss faktor atau dielektrik loss Indeks : Dielectric loss factor material adalah produk dari konstanta dielektrik dan DF nya.

Kekuatan Dielektrik : Kekuatan dielektrik bahan adalah potensi gradien (tegangan) di mana breakdown (kegagalan listrik) terjadi dan adalah fungsi dari ketebalan material dan sifat listrik.Gradien tegangan : Sebuah gradien tegangan ditetapkan sebagai intensitas listrik dan berlaku pada suatu titik dalam medan listrik, yang diberikan pada satu muatan titik. Bilangan itu adalah sama dengan kerapatan fluks listrik dibagi dengan konstanta dielektrik.2. Karateristik Dielektrik (Insulation)Salah satu faktor utama yang mempengaruhi degradasi dielektrik (isolasi) adalah degradasi termal, meskipun kelembaban, kontaminasi, stres tegangan, dan faktor lain juga dapat berkontribusi untuk degradasi. Selain itu, kondisi bahan isolasi tergantung pada tingkat pembebanan, jenis layanan untuk peralatan yang dikenakan, perawatan yang diterimanya selama instalasi dan operasi, dan getaran mekanik dan gaya yang dikenakan.

Sifat bahan isolasi yang diperlukan adalah permukaan kebocoran, ketahanan terhadap kelembaban, bahan kimia, minyak dan kontaminan lainnya, dan sifat mekanik. Karakteristik kelistrikan yang penting dalam isolasi adalah resistivitas volume, PF, DF, capacitivity, konstanta dielektrik, dan kekuatan dielektrik. Karakteristik ini, kecuali untuk kekuatan dielektrik, dapat akan dinilai dengan nondestructive testing.1. AC dielectric loss2. PF or DF (tan )3. Capacitance4. AC resistance5. Radio interference voltage (RIV)6. DC insulation resistance7. DC dielectric absorptiona. Dielectric LossDielectric loss diukur dalam watt (komponen resistif) dan merupakan ukuran yang melalui disipasi energi dan berada di atas permukaan isolasi. Peningkatan Dielectric loss insulasi disebabkan oleh peningkatan suhu, kelembaban, dan corona. Insulasi mungkin gagal karena efek kumulatif dari temperatur, yang kenaikan suhunya menyebabkan peningkatan rugi dielektrik sehingga menghasilkan kenaikan lebih lanjut dalam suhu. b. PF and DF Isolasi PF ditetapkan sebagai rasio watt loss terhadap total pengisian volt ampere, atau kosinus dari sudut antara total vektor arus (IT) dan vektor tegangan. Ini merupakan ukuran dari komponen energi (komponen resistif) dari pengisian arus. DF ini didefinisikan sebagai rasio dari watt loss untuk pengisian ampere, atau tangen dari sudut antara total vektor arus dan vektor saat kapasitif. melengkapi PF sudut . Meskipun, pengisian volt ampere dan watt loss meningkat karena volume insulasi yang diuji meningkat pada tegangan uji yang diberikan, rasio watt loss ke volt ampere (PF atau DF) tetap sama terlepas dari volume isolasi yang diuji. Oleh karena itu, hubungan dasar PF atau DF menghilangkan efek volume isolasi yaitu, ukuran dari peralatan listrik atau peralatan yang diuji. c. CapacitanceDalam sebuah kapasitor, muatan Q (jumlah listrik) sebanding dengan tegangan E , dengan rumusan sebagai berkut ;Q = CEdi mana C adalah kapasitansi konstan. Kapasitansi dari setiap peralatan listrik, termasuk kapasitor, dapat dihitung dari geometri kapasitor.

Sebuah kapasitor dalam bentuk yang paling sederhana adalah paralel-udara elektroda kapasitor yang ditunjukkan pada Gambar 1.6a. Kapasitansi kapasitor tersebut dapat dihitung dengan rumus berikut:

Dimana ;A adalah area diantara electroded ketebalan dari insulation (jarak diantara electrode)K adalah konstanta dielektrik dari insulation (udara)3. Insulation pada CapacitorSebuah isolator yang sempurna dapat direpresentasikan oleh kapasitor yang ideal seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1.7A.

Dalam rangkaian listrik practical isolator dapat direpresentasikan oleh sebuah kapasitor dengan resistensi kecil secara paralel seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.7b.Sifat bahan isolasi pada arus 60 Hz tidak dapat dengan mudah mengalirinya saat ini tidak mudah mengalirinya dan dengan tujuan untuk mengarahkan arus ke dalam konduktor. Ketika tegangan diterapkan pada konduktor, dua bidang ditetapkan, satu karena aliran arus (medan magnet) dan lainnya karena dengan tegangan (dielektrik atau medan elektrostatik). Garis-garis fluks magnet sekitar konduktor adalah lingkaran konsentris, sedangkan garis dielektrik fluks sekitar konduktor radial. Tegangan-tegangan yang dihasilkan karena bidang dielektrik berbanding terbalik dengan jarak antara garis ekuipotensial.Konstanta dielektrik isolator merupakan indikasi berapa banyak fluks dielektrik isolasi yang akan melewatinya. Dalam kondisi identik dengan isolasi konstanta dielektrik yang tinggi akan melewati fluks daripada isolasi lain memiliki konstanta dielektrik yang rendah. Konstanta dielektrik untuk isolasi mempunyai nilai 2,0 - 7,0 seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.1. Perlu dicatat bahwa konstanta dielektrik air adalah 81 dan umumnya ketika isolasi menjadi basah, tetapan dielektrik meningkat bersama dengan kapasitansi, sehingga mengakibatkan kerugian dielektrik lebih besar. 4. Pengujian Tegangan DC dan Tegangan AC Ketika tegangan diterapkan untuk isolasi, arus yang dibentuk terdiri dari arus pengisian (IC) dan komponen dalam fase arus (IR). Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1.7b, arus pengisian mewakili komponen dalam fase arus 90 . Penjumlahan vektor dari pengisian arus dan dalam komponen fase arus adalah arus total (IT) yang ditarik oleh spesimen isolasi. Dalam komponen fase arus juga disebut sebagai hilangnya arus resistif, loss current, atau arus konduksi. 4.1 Pengujian Tegangan DC Ketika tegangan DC diterapkan untuk isolasi, arus yang besar diambil diawal untuk menyediakan pengisian energi, bagaimanapun, arus ini menurun ke tingkat minimum dari waktu ke waktu. Arus minimum dikarenakan leakage terus menerus atau watt loss melalui isolasi. Dalam praktek yang sebenarnya, losses dari dielectric jauh lebih tinggi daripada leakage losses yang terus menerus. Dalam kasus pengujian tegangan DC, efek penyerapan dielektrik menjadi minimal selama over waktu dan karena itu pengukuran kebocoran arus terus menerus dapat terjadi.

4.2 Pengujian tegangan AC Dalam hal pengujian tegangan AC , arus yang konstan yang akan diambil. Ketika tegangan AC diterapkan untuk suatu isolasi, penggambaran arus disebabkan oleh pengisian kapasitansi, dielectric absorption ,leakage yang terus menerus, dan korona seperti yang dibahas di bawah ini ;

Pengisian arus kapasitansi : Dalam kasus tegangan AC, arus ini merupakan konstan dan merupakan fungsi dari tegangan, konstanta diel