TEKNIK TEGANGAN TINGGICARA MENGUKUR TEGANGAN IMPULS

Disusun oleh:Indra Putra (141042012)SidikPurnomo (142042004)Indra Putra (141042012)Indra Putra (141042012)

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRIND2015

Cara Mengukur Tegangan ImpulsA. UmumPengukuran tegangan tinggi berbeda dengan pengukuran tegangan rendah, sehingga perlu penjelasan khusus mengenai pengukuran ini. Pengukuran tegangan tinggi yang akan yang akan dibahas pada makalah ini adalah Cara Mengukur Tegangan Tinggi Impuls. Pengujian pengukuran tegangan tinggi lebih pada umumnya diperlukan untuk mengetahui apakah peralatan tegangan tinggi yang diuji masih memenuhi standar kualitas dan kebutuhan yang dispesifikasikan pada peralatan tersebut. Pengukuran tegangan impuls khususnya, untuk mengetahui ketahanan alat-alat listrik terhadap gangguan transient dalam waktu Aperiodik berasal dari luar saluran dan bersifat alamiah. Untuk mengukur tegangan impuls digunakan dua cara,yaitu:1. Menggunakan sela bola2. Menggunakan CRO (Chatode-Ray Oscillograph)A.1 Tegangan ImpulsTegangan impuls adalah tegangan yang naik dari nol dan mencapai puncaknya dalam waktu tertentu , lalu turun mencapai setengah harga puncaknya dalam waktu tertentu .A.2 Sparkover Voltage (SOV)Sparkover voltage adalah percikan api atau percikan yang tidak menyangkut permukaan bahan isolasi (cair atau padat).B. Cara Mengukur Tegangan ImpulsB.1 Menggunakan Sela BolaB.1.1Bentuk Kondisi Bola ElektrodaBeberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengujian menggunakan sela-bola, yaitu: Permukaannya Licin Lengkungnya rata Permukaan bola harus bebas debu, minyak,dll Tahanan peredam dipasang seri dengan jarak minimum 2D (D= diameter) dari bola diukur dari titik dimana terjadi percikan. Tegangan uji AC =100 k s/d 1000 k Tegangan uji Impuls 500 Diameter Bola (D) dalam cmJarak dari (A)(maks) (min)Jarak dari (B)(minimum)

10 s/d 158D6D12S

257D5D10S

506D4D8S

1005D3.5D7S

1504D4D6S

2004D3D6S

Tabel b.1.1 Diameter Bola dan Jarak Sela-BolaS= jarak antara elektroda bolaA= jarak antara titik P dengan tanahB= jari-jari dalam ruangdiameter elektroda yang bebas dari benda atau bangunan lainB.1.2Ketepatan Nilai Tabel Dan Pengaruh Udara Sekitar Untuk pengujian AC dan Impuls sampai 0.5D dengan kesalahan 3%. Untuk jarak diatas 0.7D nilai ditabel kurang tepat maka diberi tanda kurung. Kesalahan mencapai 5% bila jarak 0.4D Nilai tegangan yang terdapat ditabel hanya berlaku untuk Suhu sekitar 20C Tekanan udara 1013 mbar atau 760 mm Hg atau 1 TorrSela Bola Dengan Salah Satu Dari Bola Disambung ke Tanah (Untuk : AC, Negative Impuls, Negative Switching)

Sphere gap Spacing (mm) Voltage Sphere 6.25 kV Peak diameter (cm) 12.5 25

5 17.2 16.8

10 31.9 31.7

15 45.5 45.5

20 58.5 59.0

25 69.5 72.5 72.5

30 79.5 85.0 86.0

35 (87.5) 97.0 99.0

40 (95.0) 103.0 112.0

45 (101.0) 119 125

50 (107.0) 129 137

55 (112) 138 149

60 (116) 146 161

65 154 173

70 (161) 184

80 (174) 205

90 (185) 226

100 (195) 244

110 (203) 261

120 (212) 275

125 (214) 282

150 (314)

175 (342)

200 (366)

225 (385)

250 (400)

Tabel b.1.1

Sela Bola Dengan Salah Satu Dari Bola Disambung ke Tanah(Untuk Positip impuls, positip switching)

Sphere gap Spacing (mm) Voltage Sphere 6.25 kV Peak diameter (cm) 12.5 25

5 17.2 16.6

10 31.9 31.7 31.7

15 45.5 45.5 45.5

20 59 59.0 59

25 71.0 72.5 72.7

30 82.0 85.5 86.0

35 (91.5) 98 99.0

40 (101) 110 112.0

45 (108) 122 125

50 (115) 134 138

55 (122) 145 151

60 (127) 155 163

65 (164) 175

70 (173) 187

80 (189) 211

90 (203) 233

100 (215) 254

110 (229) 273

120 (234) 291

125 (239) 299

150 (337)

Tabel b.1.2Sela bola sering digunakan untuk mengukur tegangan impuls. Sela bola harus selalu ditera dengan tegangan percik 50% (disingkat 50% sparkover, SOV) dari sela bola standar Sela bola standar adalah sela bola yang memenuhi syarat standar mengenai : Kwalitas Jarak (sela) Ukuran bolaDalam keadaan udara tertentu, sela bola selalu mempunyai tegangan percik tertentu pula, Itulah sebabnya sela bola dapat dipakai sebagai alat ukur. Untuk menetapkan 50% SOV ini tiap perbandingan pelepasan diukur dengan menerapkan dua tegangan masing-masing limakali atau lebih. Bila perbandingan pelepasan diukur dengan 20% dan 80%, maka 50% ditetapkan secara interpolasi. Ada cara lain untuk menetukan 50% SOV ini, yaitu cara Naik-dan-Turun (Up-and-Down Method), yang lebih lazim dipakai. Mula-mula tegangan puncak yang besarnya hampir sama dengan tegangan percikan minimum dari sela-bola diterapkan pada sela tersebut. Apabila percikan terjadi, maka tegangannya diturunkan setingkat (besarnya tingkatan didasarkan atas pengalaman). Tegangan ini diterapkan lagi pada sela-bola. Apabila masih ada percikan tegangannya diturunkan lagi. Apabila tidak, tegangannya dinaikkan. Prosedur ini diulangi tigapuluh sampai limapuluh kali. Misalnya hasilnya dinyatakan oleh gambar b.1.. Pada gambar ini O menyatakan adanya percikan, sedangkan tanda X menyatakan tidak adanya percikan.

Gambar b.1 Pengujian PercikanTabel b.1.3= Jumlah X yang terjadi pada tingkat i= tingkat tegangan di mana X terjadi.= = 29= = 20

Besarnya 50% SOV adalah :

Dimana : Vminimum= tegangan yang terjadi pada tanda X yang terendah Vi =tegangan pada tingkat I (tertinggi)Dari tabel didapat

Bila tanda O, maka rumus yang dipakai berubah menjadi

Jika titik yang diambil cukup banyak maka B.2 Menggunakan CROCathode-Ray Oscillograph (CRO) adalah alat ukur yang terpenting, oleh karena yang diukur bukan hanya puncak dan bentuk tegangan impuls saja, tetapi juga ketidak-normalan dalam bentuk yang terlihat,yang menggambarkan kerusakan yang terjadi pada alat yang di uji.Tegangan yang dapat diterapkan pada plat CRO terbatas sekali, maka alat ini harus dipakai bersama dengan pembagi tegangan. Pembagi ini lain dari pada pembagi untuk sela-bola oleh karena untuk CRO yang harus dibagi bukan hanya puncak tetapi juga seluruh bentuk tegangan. Pembagi tegangan yang sering dipakai adalah pembaginya tahanan; sekarang pembaginya kapasitor juga digunakan.

Gambar b.2 Pembagi Tegangan Menggunakan TahananUntuk menghindari osilasi maka perlu diperhatikan syarat-syarat tertentu:R2+R3=R4=R5=R6=z=surge impedance kabel.Apabila syarat tersebut dipenuhi, maka sirkuit pengukurannya dapat disederhanakan. Jika R5=R6z maka bentuk gelombang berubah karena ada refleksi keluar masuk kabel akan banyak berkurang jika R2+R3=R4Besarnya harga pembagi (dividing ratio) dapat dihitung dengan menggunakan perbandingan antara tegangan yang diterapkan pada plat defleksi CRO dan tegangan yang sebenarnya diterapkan pada bagian yang di uji:

Gambar b.3 Pembagi Tegangan DisederhanakanC. Faktor Koreksi Keadaan Udara Dalam Pengujian ImpulsPengujian tegangan impuls berlaku juga ketentuan-ketentuan tentang faktor koreksi keadaan udara, yaitu:

D. Konstruksi Generator ImpulsGambar d.1 Konstruksi Generator ImpulsSpesifikasi : 10 Tahap Tegangan Nominal 750 kV Tegangan Penguji 600 kV Jumlah Kapasitansinya 0.06 F Maka tenaga yang tersimpan adalah detik) Untuk pengujian biasa hanya dibutuhkan:1000 joules / 100kV Hubungan antara tegangan nominal dan tegangan pemuat maksimum dinyatakan dengan : dimana:n = jumlah tahapan generatorVQ = tegangan pemuat maksimum

2