TEGANGAN_TINGGI

Teknik Elektro – Universitas Trisakti
2017
Dasar Pembangkitan dan Pengukuran
DASAR PEMBANGKITAN DAN PENGUKURAN SALEMBA TEKNIKA 1
Oleh :
1. Haposan Yoga Pradika Napitupulu 062001600513
2. Niko Rodo Torang 062001600518
3. Alfia Septiana Wilianti 062001600526
4. Teti Wijayanti 062001600539
5. Fitri Nur’aini Amatulloh 062001600543
Teknik Tegangan Tinggi
Prof. Syamsir Abduh
85

Outline Presentation
• Klasifikasi
• Penggolongan
• Transformer Uji
Teknik Tegangan Tinggi
• Pembangkitan Tegangan
Tinggi Bolak-Balik
Tinggi Searah
Tinggi Impulse
Pembangkitan
Tegangan Tinggi • Pengukuran Flashover
• Pembagi Tegangan
• Pengukuran Tegangan Puncak
• Pengujian dengan Tegangan
Tinggi
Pengukuran Tegangan
Tinggi
• Partial Discharge
• Teknik Pengukuran
• Korona
• Gejala Treeing
Pelepasan Muatan
Sebagian
Pengukuran Flashover
pada Isolator

Tegangan Tinggi
Tegangan Tinggi merupakan tegangan yang dianggap cukup tinggi oleh para teknisi listrik sehingga
diperlukan pengujian dan pengukuran dengan tegangan tinggi yang bersifat khusus dan
berdasarkan aspek subjektif dan objektif. (Artono Arismunandar, 1984)
Klasifikasi Tegangan Tinggi :
1. Tegangan Tinggi 1 KV – 2,4 KV
2. Tegangan Tinggi Menengah 3 KV – 30 KV
3. Tegangan Ekstra Tinggi 60 KV – 100 KV
4. Tegangan Ultra Tinggi 240 KV – 1000 KV

Penggolongan Tegangan tinggi :
1. Bentuk
Bila digolongkan menurut bentuknya maka tegangan tinggi dibagi menjadi 2,
yaitu :
a) Periodik
Bentuk Gelombang Tegangan: Sinusoidal 50Hz
contoh : Gelombang sinus normal
b) Aperiodik
Bentuk Gelombang Tegangan: Impuls
contoh : Petir dan Switching

2. Sebab
Bila digolongkan menurut sebabnya maka tegangan tinggi dibagi menjadi 2,
yaitu :
a) Internal
Contoh : Transient saat pemutusan beban
b) Eksternal
Contoh : Petir

3. Sifat
Bila digolongkan menurut sifatnya maka tegangan tinggi dibagi menjadi 2,
yaitu :
a) Alamiah (Luar sistem)
Dari luar sistem, contoh : Petir
b) Buatan (dalam Sistem)
Dari dalam sistem, contoh : Trafo step up, Overvoltage

Dasar – dasar pengujian TT
• Kegagalan pada alat listrik umumnya terjadi karena kegagalan isolasi.
• Kegagalan isolasi disebabkan oleh :
- Aging
- Kerusakan mekanis
- Berkurangnya kekuatan dielektrik
- Waktu pemakaian
- Terkena tegangan lebih

Pengujian Tegangan tinggi
Pengujian Tegangan Tinggi dimaksudkan untuk :
1. Mencari jeis bahan yang kualitasnya tidak baik atau ada kesalahan pada waktu pembuatannya.
2. Dapat dipakai sebagai jaminan bahwa alat yang dihasilkan dapat dipakai dalam waktu yang lama
3. Memberikan jaminan bahwa isolasi alat listrik ini tahan terhadap tegangan lebih untuk waktu yang
terbatas.

1. Tegangan dinaikkan sampai tegangan tertentu untuk waktu tertentu.
2. Tegangan dinaikkan sampai terjadi pelepasan.
3. Tegangan dinaikkan sampai gagal / breakdown.

Menentukan kapasitas
Transformer Uji
Ciri Ciri Transformator Uji
• Perbandingan lilitan besar
• Kapasitas kVA kecil
• Satu phasa
(kecuali keperluan khusus perlu 3 Phasa)
• Salah satu ujung lilitan di ketanahkan
• Perencanaan isolasi hanya diperhitungkan sampai tegangan
uji maksimum.
(Tidak diharapkan menerima OverVoltage)
• Konstruksi sedemikian sehingga gradien tegangan (dV/dt)
seragam dan osilasi dapat diabaikan
𝑃 = 𝑉%
. 2𝜋𝑓. 𝐶+. 10./
(𝑘𝑉𝐴)
Dimana:
𝑃 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑘𝑉𝐴
𝑓 = 𝑓𝑟𝑒𝑘𝑢𝑒𝑛𝑠𝑖 𝐻𝑧
𝑉 = 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 𝑘𝑉
𝐶+ = 𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 (𝑝𝐹)

Konstruksi Transformator Penguji
• Pengoperasian singkat
à tidak ada masalah pendinginan trafo
• Sistem Isolasi Minyak
• Inti umumnya Core Type
• Lilitan berbentuk (50-60 kV)
• “Polylayer Polyline Wound Disc Winding”
Lilitan Primer digulung di Inti, sedangkan lilitan sekundernya digulung di luar lilitan
primernya. Distribusi tegangan tidak linier, jadi ditambahkan perisai statis)

Pembangkitan Sumber Tegangan Tinggi
Sumber
Tegangan
Tinggi
Bolak-Balik
Sumber
Tegangan
Tinggi
Searah
Sumber
Tegangan
Tinggi
Impulse

Sumber Tegangan Tinggi Bolak-Balik
Bentuk rangkaian sumber tegangan ini terdiri dari
transformator yang dihubungkan secara seri dengan
beberapa reaktor yang dapat diubah nilai impedansinya
dan dihubungkan dengan beban yang kapasitif.
Resonansi Seri

Sumber Tegangan Tinggi Searah
• Rangkaian Penyearah
• Rangkaian Villard
• Rangkaian Pengganda Tegangan Greinacher
• Rangkaian Penyusun bentuk susun Kaskade
• Rangkaian Penyearah Diberi beban

Setengah Gelombang Gelombang penuh
A. Bentuk Rangkaian
Rangkaian Penyearah

Hasil ouput setengah gelombang dengan kapasitor.
Rangkaian penyearah setengah gelombang banyak
dipakai pada power supply dengan frekuensi tinggi
seperti pada power supply SMPS dan keluaran
transformator Flyback Televisi. Sistem penyearah
setengah gelombang kurang baik diaplikasikan pada
frekuensi rendah seperti jala-jala listrik rumah tangga
dengan frekuensi 50Hz karena membuang satu siklus
sinyal AC dan mempunyai riak (ripple) yang besar pada
keluaran tegangan DC-nya sehingga membutuhkan
kapasitor yang besar.
Pada rangkaian , pada waktu gelombang tegangan bernilai
positif (1/2 cycle yang pertama), diode D1 meneruskan arus,
dan kapasitor C diberi muatan dan bila gelombang mencapai
nilai negatif ( 1/2 cycle kedua) diode D2 meneruskan D1
tidak mengalirkan dan kapasitor C diberi muatan.Besarnya
ripple pada rangkaian ini lebih kecil daripada rangkaian 1/2
gelombang. karena itu dV tergantung pada :
1. Frekuensi tegangan
2. Konstanta waktu R1, C
3. Reaktansi dari transformator
Setengah Gelombang Gelombang penuh
Hasil Output Rangkaian Penyearah

Gambar Rangkaian Villard Output Rangkaian Villard
Rangkaian Villard

Rangkaian Pengganda Tegangan Grain

Rangkaian Kaskade

Karena adanya beban, maka output dari sumber
tegangan tidak akan mencapai nilai 2nVmax,
sehingga akan terajdi ripple pada gelombang
tegangan. Oleh karena itu, kita akan menghadapi
dua masalah:
1. tegangan akan menurun
2. Terjadinya ripple pada gelombang tegangan.
bilamana besarnya penuruna tegangan adalah
∆Vo dan besarnya ripple dari puncak ke puncak
sebesar 2dV, maka pada gambar berikut ini :
Rangkaian diberi beban

Sumber Tegangan Tinggi Impluse
Gangguan tegangan lebih pada sistem transmisi daya dan
distribusi daya umumnya disebabkan oleh dua macam
tegangan transient yang berasai dari luar atau dari dalam
sistem itu sendiri. Tegangan lebih yang berasal dari luar
menvebabkan amplitudo gelombang tegangan melebihi
puncak tegangan bolak-balik vang normal. Amplitudo
gelombang ini selalu ada hubungannya dengan besarnya
tegangan operasi dari sistem, dan bentuknya dipengaruhi
oleh adanya impedansi dari sistem itu sendiri, dan juga
dipengaruhi oleh keadaan pada waktu terjadinya pemutusan.
Waktu kebangkitannya agak lambat bila dibandingkan
dengan impulse petir, tetapi bentuknva menyebabkan
sesuatu vang membahavakan bagi isolasi sistem. Bentuk
gelombang gelombang dapat disimulasikan seperti gambar
berikut :

Gelombang eksponensial ganda seperti terlihat pada bentuk gelombang impulse yang dipakai pada pengujian, dapat
dihasilkan di Laboratorium dengan menggunakan kombinasi rangkaian seri R-L-C pada keadaan peredaman yang lebih
atau kombinasi rangkaian R-C seperti dibawah ini :
Rangkaian Dasar Sumber Tegangan Tinggi Impluse

Dari rangkaian seri R-C ini, yang banyak dipakai adalah rangkaian (A) dan (B). Keuntungan dari rangkaian ini adalah,
bahwa bila kita ingin mengubah waktu yang diperlukan oleh gelombang penguji, bagian depan atau bagian belakang
yang terpisah, dengan begitu kita dapat mengubah-ubah nilai tahanan R1 dan R2 secara terpisah.
Dengan menggunakan impedansi operasional maka rangkaian menjadi :
Analisa Generator Impulse Dengan Rangkaian R-C

Pertama kali yang berhasil membuat rangkaian
bertingkat (kaskade) adalah seorang pakar yang
bemama Marx. Dengan susunan tegangan impulse yang
rendah dapat dihasilkan tegangan impulse yang tinggi.
Pada rangkaian bertingkat satu, mulanya kapasitor Cs
diberi muatan dari sumber tegangan bolak-balik yang
telah disearahkan, bila kapasitor telah dimuati nilai
tegangan maka akan didapat nilai tertentu
Generator Impulse Susunan Bertingkat

Kapasitor dimuati secara bersama-sama sehingga rangkaian seolah-olah disambung parallel, Karena rangkaian panjang maka
dapat terjadi induktansi. Karena itu rangkaian dianggap kurang memuaskan. Maka dibuat perubahan dengan menyatukan
rangkaian pembentuk gelombang dengan rangkaian generator impulse, sehingga mendapatkan breakdown yang tepat yaitu sela
bola S1 diletakan dibawah sela bola S2, dan seterusnya susunan bola diatur keatas.
Rangkaian yang sudah disatukan
Generator Impulse Susunan Bertingkat

Dalam praktek pencatuman daya (kapasitas) dari generator penguji ditentukan oleh kapasitas dari beban yang di uji. Semua nilai kapastas dari benda
yang dihubungkan dalam rangkaian pengujian seperti test-object, pembagi tegangan, kabel pengukur dan lainnya disatukan dan dinamakan kapasitansi
dari beban Cb.
Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang baik diperlukan Cs yang besar. Biasanya nilai Cs antara 5 s/d Cb, maka energy yang diperlukan generator
sebesar:
𝑊 =
𝑉Q
%
𝐶R
2
𝑥 10./
W = energy keseluruhan dalan K joule
We = jumlah tegangan tegangan pemuatan (KV)
Cs = kapasitansi dari kapasitor impulse dari generator (pF)
Bila beban sangat induktif , maka untuk menghindari terjainya oscilasi pada gelombang ekor impulse nilai Cs sebesar :
𝐶 =
8 . 𝑇%
%
𝐿
Cs = nilai minimum impulse kapasitor
T2 = waktu yang diperlukan untuk mencapai 50% tegangan gelombang
L = induktansi dari alat yang diuji (test-object)
Cara Menentukan Kapasitas (Daya) Generator (Secara Praktek)

Untuk menentukan pengaruh dari tahanan seri R1, dan tahanan paralel R2, dari rangkaian pembentuk gelombang, dapat
ditentukan secara praktis dan cukup teliti. seperti rangkaian berikut :
Misalkan bentuk gelombang yang akan dihasilkan adalah gelombang yang sesuai standar I.E.C, maka untuk menghitung
gelombang bagian depan, pendekatan rangkaian dapat diubah seperti berikut:
Pengaruh Tahanan R1 Dan R2 Terhadap Bentuk Gelombang Impulse

Surja hubung adalah suatu transient tegangan yang terjadi pada waktu yang singkat. Di mana ia berasal dari pemutusan atau
penyambungan dari suatu saklar tegangan tinggi atau pemutusan rangkaian, atau mungkin disebabkan gangguan pada rangkaian
yang bertegangan tinggi. Surja hubung ini mempunyai energy. Gambar berikut memperlihatkan suatu rangkaian impulse generator
diubah menjadi generator surja hubung. yang lebih besar dari impulse petir :
Sedangkan pada rangkaian berikut dapat diproduksi gelombang
yang sangat diredam . dengan menggunakan L maka nilai R1
dapat dikurangi dan effisiensi dapat diperbaiki.
Pembangkitan Impulsa (Surja) Hubung

Bilamana terjadi sambaran petir pada transmisi atau jala-jala listrik maka terjadilah suatu tegangan
yang tinggi berupa irnpulse pada jaringan tersebut. Bersamaan dengan itu arus impulse mengalir.
Alat pengaman seperti Surge - Diverter, atau Lighhring - Arrester harus dapat menyalurkan arus
impulse ini ke tanah dengan mudah, tanpa merusak alat-alat yang dipasang. Karena itu
pembangkitan arus impulse yang nilai puncaknva tinggi (1 100k.A) diperlukan untuk pengujian dan
penelitian dasar dari elemen-elemen ini, terutama elemen tahanan yang sifatnya tidak linear.
Pembangkitan Arus Impulse

Besar arus impulse dapat diperoleh dengan beberapa cara:
1. Dengan menyimpan energi di dalam suatu kondensor, kemudian suatu waktu energi
dilepaskan ke luar seketika.
2. Dengan menyimpan energi listrik di dalam suatu induktor dan kemudian dilepas keluar.
3. Dengan menyimpan energi secara mekanis biasanya gaya sentrifugal.
Rangkaian Untuk Menghasilkan Rangkaian Untuk Menghasilkan Gelombang Arus Impulse

Teknik Pengukuran
Jenis Tegangan Cara atau Teknik Pengukuran
Tegangan Searah § Mikro ampere meter dengan tahanan seri
§ Pembagi tegangan
§ Meter pembangkit tegangan
§ Bola dan percikan dalam udara
Tegangan Bolak-Balik § Meter arus dengan impedansi seri
§ Pembagi tegangan berisi kapasitor dan tahanan
Transformator tegangan (Elektrostatic Voltmeter)
§ Sela bola (dua bola)
Tegangan bolak-balik frekuensi tinggi, tegangan
impulse dan tegangan yang berubah
§ Pembagi tegangan dengan kapasitor/tahanan
§ Osciloskop
§ Volt-meter puncak sela dua bola

Pengukuran Tegangan Flashover
Syarat :
1. Ambient temperature 20o C
2. Pressure 1013 mbar atau 760 mmHg
“Jika kondisi berbeda maka diperlukan faktor koreksi”
𝑑 =
𝑏
1013
.
273 + 20Z
273 + 1
=
0,289 . 𝑏
273 + 1
Vs = Tegangan sebenarnya
k = Faktor koreksi
Vt = Tegangan dari tabel
𝑉𝑠 = 𝑘 . 𝑉𝑡
d = Kerapatan udara relatif
b = Tekanan udara (mbar)
t = Suhu udara (o C)
Kerapatan
Udara Relatif (d)
Faktor Koreksi
(k)
0,70 0,72
0,75 0,77
0,80 0,82
0,85 0,86
0,90 0,91
0,95 0,95
1,00 1,00
1,05 1,00

Pemakaian Pembagi Tegangan sebagai Sarana Pengukuran TT
RESISTOR
𝑚 =
𝑉def
𝑉
𝑚 =
𝑅%
𝑅h + 𝑅%
𝑉def =
𝑅%
𝑅h + 𝑅%
. 𝑉
CRO
R1
R2
V
CAPASITOR
𝑚 =
𝑉def
𝑉
𝑚 =
𝐶h
𝐶h + 𝐶%
𝑉def =
𝐶h
𝐶h + 𝐶%
. 𝑉
CRO : Cathode Ray Oscilloscope
CRO
C1
C2
V

Pembagi Tegangan berisi Capacitor dengan Delay Cable
CRO
R1
R2
V Z
R4V2 V3
Tahanan seri (untuk proteksi) Z = delay cable dengan nilai sebesar impedansi surja
𝑉Q =
𝑍𝑅%
2𝑍 (𝑅% + 𝑅h) + 𝑅h 𝑅%
. 𝑉

Pengukuran Tegangan Puncak
1. Menggunakan DIODA
Fortesque è Menggunakan kapasitor yang diseri dengan dua dioda, digunakan meter miliampere.
Half wave
𝑉s =
𝐼h
2𝑓𝐶
Full wave
𝑉s =
𝐼h
4𝑓𝐶
V(t)
mA
I
I1 I2

Pengukuran Tegangan Puncak
2. Menggunakan Pembagi Tegangan yang Kapasitif
Bacaan meter tidak tergantung pada f dan nilai lebih dari satu puncak pada waktu ½ cycle dapat dilayani.
𝑉s =
𝐶h + 𝐶%
𝐶h
. 𝑉xC1
C2
V1
V2 R2 Rm mACm Vm

Pengujian Tegangan Tinggi
Dalam Teknik TT dibedakan dua macam pengujian :
1. Pengujian sampai alat itu rusak (withstand), untuk menguji kemampuan alat/bahan sampai
dimana alat/bahan tersebut tahan.
2. Pengujian tidak merusak (nondestructive), untuk mengetahui karakteristik kekuatan suatu
bahan atau kemampuan isolasi alat dapat berfungsi, untuk mengetahui kapan bahan/alat
menunjukkan perubahan sifat.
Berdasarkan jenis tegangannya, pengujian alat-alat listrik terdapat empat macam pengujian:
1. Pengujian dengan tegangan bolak-balik.
2. Pengujian dengan tegangan searah.
3. Pengujian tegangan impulse petir.
4. Pengujian dengan tegangan tinggi surja hubung.

Pengujian dengan Tegangan Bolak-Balik
TV
R
PT
TR
V

Pengujian dengan Tegangan Searah
Keterangan :
Cm : Pembagi tegangan kapasitif
Cs : Kapasitor untuk gelombang
Rm : Pembagi tegangan berisi tahanan
TO : Objek uji
TR : Transformer penguji
D : Dioda tegangan tinggi
s : Celah dari elektroda
D
Cm
TR
TO
V
Cs Rm
V
s
Tambahan :
• Cm dipakai untuk mengatur tegangan
bolak-balik.
• Rm dipakai untuk mengukur tegangan
searah.
• Untuk mengubah polartias maka D (Diode)
dapat diubah letaknya.

Pengujian dengan Tegangan Impulse
D
TR
Rm
V
A
C
B
Bila menggunakan rangkaian Greinacher Double Circuit, maka rangkaian menjadi seperti berikut :
Rangkain terdiri dari Trafo penguji, rangkaian penyearah kapasitor yang dipakai untuk pembagi tegangan pengukuran.
D
TR
Rm
2V
A
C
B
D
C

Pelepasan Muatan Sebagian (Partial Discharge)
Pelepasapan muatan sebagian internal :
• Proses terjadinya pelepasan muatan
• Pengukuran Partial Discharge
• Teknik pengukuran Partial Discharge
• Bentuk pelepasan muatan pada rongga
• Energi pelepasan muatan
• Pelepasan Muatan Sebagian Permukaan (Surface Discharge)
• Korona (Corona Discharge)
• Gejala Treeing

Pada umumnya, kegagalan alat-alat listrik pada waktu operasi disebabkan karena kegagalan isolasi
dalam menjalankan fungsinya sebagai isolasi tegangan tinggi. Isolasi dapat berupa bahan padat, cair ,
dan gas.
Pada setiap pelepasan muatan sebagian, terjadi panas/kenaikan suhu didalam rongga sehingga
menyebabkan kerusakan sifat/ susunan kimia isolasi. istilah pelepasan muatan meliputi beberapa
kelompok fenomena yaitu:
• Pelepasan Muatan Sebagian Internal (Internal Partial Discharge)
• Pelepasan Muatan Permukaan (SurfaceDischarge)
• Korona (Corona Discharge)
Pelepasan Muatan Sebagaian (Partial Discharge)Pelepasan Muatan Sebagaian (Partial Discharge)

Proses terjadinya muatan
Pelepasan muatan sebagian internal adalah jenis pelepasan muatan yang terlokalisir disebabkan ionisasi
gas pada sistem isolasi disaat tegangan dalam keadaan nilai kritis. Ionisasi dibatasi sebagai bagian dari jarak antara
sistem dan elektroda. Rongga-rongga tempat terjadi ionisasi ini berada dalambahan dielektrik atau diantara
dielektrik dan lapisan penghantar.
Pelepasan muatan sebagian menyebabkan kerusakan pada bahan isolasi dan kegagalan isolasi pada
tegangan tinggi
Unit yang dapat dipakai pada pelepasan muatan sebagian adalah picocoulomb. Pada perhitungan unit
muatan diutamakan daripada tegangan karena penggunaanya untuk pembebasan energi pada daerah muatan.
Bentuk gelombang pelepasan muatan sebagian tergantung pada tempat terjadinya pelepasan muatan dan
perubahan-perubahan ketika pulsa menyebar ke rangkaian.
Energi yang dibebaskan sebanding dengan ion yang terbuntuk dari tegangan kritis pada daerah pelepasan
muatan. Karena itu ,respon dari sistem deteksi pelepasan muatan harus seimbang dengan daerah pada saat
pelepasan muatan sebagian terjadi
Pelepasan Muatan Sebagian Internal (Internal Partial Discharge)

Pengukuran Pelepasan Muatan Sebagian
• Tegangan dimana timbul breakdown untuk pertama kalinya dikenal sebagai tegangan pelepasan muatan pertama
(discharge inception voltage)
• Pelepasan muatan sebagian menyebabkan kerusakan pada bahan isolasi melalui energi elektron yang berenergi
besar atau ion yang terakselerasi.
• Pelepasan muatan pada rongga akan menghasilkan penetrasi elektron ke satu permukaan rongga dan penembakan
ion ke permukaan yang lain.
Deteksi pelepasan muatan sebagian teknik pengukuranya didasarkan pada pengamatan . Yang termasuk dalam
pengamatan adalah :
• Deteksi, menentukan pelepasan muatan dan tegangan pada saat terjadi
• Lokasi, pemelihan tempat terjadinya pelepasan muatan
• Evaluasi dan pentingnya real pelepasan muatans

Teknik Pengukuran Pelepasan Muatan Sebagian
Tujuanya adalah untuk mendeteksi dan menghitung disipasi energi dengan tembus tegangan pada
ruang kosong yang dipenuhi gas dalam isolasi adat
Bentuk tiap detektor beraneka ragam berdasarkan paramater untuk perhitungan yaitu :
1. Perhitungan besar muatan yang dilepaskan dengan menggunakan input rangkaian yang dapat
diukur.
2. Perhitungan perbuhan tegangan
3. Perhitungan rugi/ energi yang dilepaskan karena banyak daerah pelepasan muatan

Rangkaian ekivalen dapat dipakai untuk mewakili atau memisalkan rongga dalam suatu dielektrik
Cc adalah kapasitansi rongga itu sendiri, Cb adalah kapasitansi dari sisa keseluruhan
Dielektrik yang diseri dengan rongga, dan Ca adalah kapasitansi dari keseluruhan
dielektrik.
Spark gap yang dipararel dengan Cc akan menjadi konduktif jika ada pelepasan muatan
Melalui rongga
Bentuk pelepasan muatan pada rongga

Pelepasan Muatan Sebagian Permukaan (Surface Discharge)
• Disebabkan oleh penyamaan tekanan yang tidak cukup atau dapat dihasilkan oleh
arus bocor melalui lapisan konduksi pada permukaan listrik
• Dapat dianggap sebagai suatu sistem yang terdiri dari suatu bahan isolasi
mempunyai lapisan yang konduktif dan dua elektroda didalamnya.
• Bila bahan isolasi ini adalah bahan organik cnth : kertas, maka terjadilah karbonisasi
pada permukaan dielektrik yg dapat mengakibatkan percikan
• Daerah yang mengalami karbonisasi menjadi saluran aliran arus sehingga
menyebabkan kenaikan tegangan pada daerah sekitarnya..yang disebut gejala
tracking
• Percikan yang menyebar dari kiri ke kanan seperti muatan cabang maka disebut
treeing.treeing terjadi karena erosi pada bahan isolasi.

Sitem rod-plate electrode. Susunan pelepasan muatan permukaan telah dikembangkan
Untuk menguji ketahanan relatif terhadap pelepasan muatan pada bahan-bahan isolasi
berbeda
Elektroda ini dihubungkan ke suplai tegangan tinggi, yang mengirimkan tegangan ke
Daerah yang berbeda pada lembaran isolasi yang sama. Suatu elektroda secara otomatis
Memutuskan suplai jika terjadi kesalahan isolasi pada titik yang terdekat.Pengujian
Ini adalah pengujian waktu terhadap breakdown
Pelepasan muatan permukaan pada peralatan dapat dideteksi melalui emisi cahaya, dengan
Teknik pulsa listrik, yang akan memberikan urutan pulsa asimetris dengan tinggi pulsa
Meningkat bersama dengan tegangan di masukan
Pelepasan Muatan Sebagian Permukaan (Surface Discharge)

Korona (Corona Discharge)
Pelepasan muatan ini pada umumnya terjadi pada gas atau udara. Pelepasan muatan ini terjadi karena adanya
tumbukan yang menyebabkan ionisasi di dalam gas/udara bila tegangan melebihi nilai tertentu (pada sepasang
elektroda hal ini menyebabkan terjadinya medan listrik yang tidak homogen). Elektron yang bebas bergerak di
udara,umumnya berasal dari radiasi radio aktif yang terdapat di alam bebas dan sinar kosmik. Pada medan listrik
seperti ini, photo-ionisasi dan kabut elektron menyebabkan tembus tegangan yang tidak sempurna. Korona
disifatkan sebagai terjadinya pelepasan muatan yang bermula pada permukaan dari suatu kawat bila nilai medan
listrik pada permukaan itu melampaui nilai tertentu.

Apabila yang bekerja adalah tegangan bolak-balik, maka impluse ini akan bangkit kembali bila tegangannya
berganti. Gejala ini menunjukan adanya pelepasan muatan di luar, biasanya dinamakan corona discharge.Pelepasan
muatan ini sering terjadi pada kawat transmisi tegangan tinggi. Sifat-sifat dari pelepasan muatan ini adalah :
1. Medan listrik tidak merata dan berbentuk tajam
2. Dapat terjadi radiasi magnetik sehingga menyebabkan gangguan radio.
3. Menyebabkan kerugian kawat transmisi
Korona (Corona Discharge)

Gejala Treeing
Treeing merupakan suatu gejala fenimena yang timbul dalam isolasi yang berbentuk padat. Treeing yang terjadi
pada isolasi yang menggunakan bahan dasar polimer digolongkan menjadi tiga bagian :
• Electrical Treeing
• Terjadi akibatlepasan partial internal dan ketidak sempurnaan bahan isolasi
• Water Treeing
• Terjadi akibat merembesnya zat cair kedalam isolasi padat
• Chemical Treeing
• Sama dengan water treeing tetapi, khususnya jenis zat cair yang merembes mengandung larutan kimia
tertentu…..yang dapat menembus lapisan isolasi dan kemudian berionisasi dengan bahan lain.

Kegagalan Isolasi dalam Dunia Industri
• Korona pada kubikel 20kV Sistem Utiliti di Perusahaan, seperti bunyi getaran atau
desis. Hal yang dapat dilakukan untuk menghilangkannya antara lain
mengencangkan mur baut sesuai dengan torsi standar, memastikan tidak ada gap
(rapat) antara busbar dengan schoen, membersihkannya dengan cairan.
• Isolasi minyak trafo pada Sistem Utiliti di Perusahaan yang sudah tidak baik
merupakan suatu kegagalan Isolasi. Karena jika diukur dengan menggunakan
megger, nilai hambatan antara gulungan dengan ground akan kecil, sehingga dapat
terjadi short dan dapat memutuskan fuse atau men-tripkan cubicle. Hal yang dapat
dilakukan untuk mencegahnya yakni dengan melakukan pengecekan minyak trafo
secara berkala dan melakukan treathment.
[3] [4] 53

Jurnal
Muhammad Ervan Dwi Setiaji. “Pengujian Tegangan Flashover dan Arus Bocor pada
Isolator 20kV Berbahan Resin Epoksi Silane Kondisi Basah dan Kering”. Jurnal Teknik
Elektro, Semarang, 2013.
54
Pengujian Tegangan Flashover dan Arus Bocor pada
Isolator 20kV Berbahan Resin Epoksi Silane JURNAL TEKNIK ELEKTRO - UNDIP

Salah satu peralatan yang paling penting pada sistem tenaga listrik adalah
Isolator.
55
Untuk memisahkan bagian yang bertegangan dengan yang tidak bertegangan.
Why?
Contohnya : Isolator pada tiang penyangga di saluran udara,
Berfungsi untuk memisahkan antara kawat bertegangan dengan menara/tower.

Karena penempatan dan penggunaan isolator yang berada di lingkungan luar.
56
Ø Kelembaban
Ø Curah Hujan
Ø Kotoran/Debu
Memengaruhi Isolator, dalam kondisi basah dapat menyebabkan arus bocor yang
mengalir sangat tinggi, sehingga akan mengakibatkan adanya flashover,
apalagi jika terdapat debu/kotoran/bahan kimia yang dapat mengalirkan tegangan.
Maka perlu dilakukan pengujian tegangan Flash Over dan Arus Bocor pada Isolator.

Fitting berguna sebagai pemegang dari inti.
Inti berguna untuk menambah kekuatan mekanik dari isolator polimer. Inti terbuat dari
bahan fiberglass, resin epoksi yang kemudian dibungkus shed.
Cairan resin epoksi merupakan cairan yang memiliki sifat kekentalan yang rendah
sehingga mudah bercampur didalam pembuatannya.
57

Sudut Kontak dapat digunakan untuk
menentukan sifat bahan untuk menolak air
yang jatuh dipermukaannya.
Hal ini penting karena untuk isolator pasangan
luar sangat rentan kaitannya dengan air. Jika
tidak terbentuk lapisan air yang kontinyu, maka
konduktivitasnya rendah sehingga arus bocor
lebih kecil.
58
𝑑 =
𝑏
1013
.
273 + 20Z
273 + 1
=
0,289 . 𝑏
273 + 1
Vs = Tegangan sebenarnya
k = Faktor koreksi
Vt = Tegangan dari tabel
𝑉𝑠 = 𝑘 . 𝑉𝑡
d = Kerapatan udara relatif
b = Tekanan udara (mbar)
t = Suhu udara (o C)
Karena tegangan Flashover dipengaruhi oleh
kelembaban udara sekitar, maka pengujian
harus dikoreksi.
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑎𝑘 =
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑎𝑘 𝑘𝑖𝑟𝑖 + 𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑎𝑘 𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛
2

Isolator Uji
• Kondisi Kering
• BBB Asli
• BBB Lapisan
• BKB Asli
• BKB Lapisan
59
• Kondisi Basah
• BBB Asli
• BBB Lapisan
• BKB Asli
• BKB Lapisan
Lapisan/bahan pengisi (resin epoksi selane) mengandung maksud untuk menurunkan
sifat absorbsi air (Beyer, 1991)

Pengujian Sudut Kontak
Langkah pengujian sudut kontak yaitu sebagai berikut :
1. Meletakkan isolator dan menghidupkan kamera, keduanya diposisikan sedemikian rupa
sehingga pada layar kamera, permukaan isolator tampak seperti garis lurus.
2. Meneteskan air sebanyak 50 µl. Air yang diteteskan ini berupa aquades
3. Menghidupkan sumber cahaya agar ketika diambil foto, titik air pada permukaan sampel tampak
jelas.
4. Memfoto dengan kamera digital, sehingga hasil nya dapat langsung dimasukkan ke dalam
komputer untuk mendapatkan besar sudut kontak yang terukur.
60

Pengujian Flashover
Diberikan tegangan secara terus menerus dinaikkan sampai terjadi flashover.
61

Pengujian Arus Bocor
Untuk mengetahui besarnya arus bocor yang terjadi pada isolator saat diberi
tegangan bervariasi.
62

Hasil pengujian Sudut Kontak
63
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑎𝑘 =
74,358 + 74,521
2
= 74,439Z

Hasil pengujian Arus Bocor
64

Hasil pengujian Flash Over
65

Kesimpulan dari Jurnal
a. Isolator dengan bahan pengisi lebih bersifat menolak air (sudut kontak 74,439Z
lebih besar dibanding isolator tanpa pengisi 66,118Z
; 68,617Z
; 68,467Z
)
b. Tegangan flashover yang dapat ditahan isolator pada kondisi kering lebih besar
dibanding pada kondisi basah.
c. Arus bocor yang mengalir pada kondisi kering lebih kecil dibanding pada kondisi
basah.
d. Semakin tinggi tegangan yang dikenakan pada isolator, semakin besar pula nilai
arus bocornya.
e. Nilai arus bocor pada isolator BBB yang dilapisi silane lebih rendah dibanding
lainnya pada tegangan pengujian 23,3kV kondisi kering dan basah.
Isolator 20kV Berbahan Resin Epoksi Silane JURNAL TEKNIK ELEKTRO - UNDIP 66

Terima kasih . . .

Daftar Pustaka
[1] Abduh Syamsir. “Dasar Pembangkitan dan Pengukuran – Teknik Tegangan
Tinggi”. Salemba Teknika, Jakarta, 2001.
[2] Muhammad Ervan Dwi Setiaji. “Pengujian Tegangan Flashover dan Arus Bocor
pada Isolator 20kV Berbahan Resin Epoksi Silane Kondisi Basah dan Kering”.
Jurnal Teknik Elektro, Semarang, 2013.
[3] No Name. “Pemeliharaan Kubikel 20kV”. Handbook, Universitas Mercubuana,
Jakarta.
[4] Dedi Nugroho. “Kegagalan Isolasi Minyak Trafo”. Jurnal Teknik Elektro, Vol. 3 No.
2, Semarang, 2010.

TEGANGAN_TINGGI

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to TEGANGAN_TINGGI

Similar to TEGANGAN_TINGGI (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

TEGANGAN_TINGGI