MAKALAH TUGAS PEMELIHARAAN PERALATAN LISTRIK PENGUJIAN TEGANGAN DC PADA PERALATAN LISTRIK

OLEH : NITA INDRIANI PERTIWI (2209 100 078)

ALIEF PRISMA BAYU SEGARA (2209 100 193)

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER FAKULTAS TENOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO BIDANG STUDI TEKNIK SISTEM TENAGA 2012/2013

BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Pemeliharaan peralatan listrik adalah serangkaian tindakan atau proses kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan. Sebelum melakukan pemeliharaan peralatan listrik biasanya dilakukan pengujian pada peralatan listrik dan informasi yang dihasilkan pada pengujian akan menjadi acuan apakah peralatan listrik yang dipasang membutuhkan pemeliharaan atau penggantian peralatan. Terdapat beberapa jenis pengujian pada peralatan listrik, salah satunya adalah pengujian tegangan DC yang akan dibahas pada makalah ini. Beberapa metode pengujian DC yang akan dibahas antara lain pengujian pada transformator, motor dan generator, kabel, circuit breaker, switchgear, dan lain-lain. Adalah penting untuk mencatat semua data dari pengujian dan tindakan perawatan untuk analisa lebih lanjut dan referensi di masa mendatang. Dalam melakukan pengujian, tingkat tegangan uji dan metode, sebagian besar sesuai dengan standar industri untuk jenis peralatan yang dibahas. Nilai-nilai tegangan DC yang digunakan harus sesuai dengan tegangan uji arus bolak-balik (AC) sebagai spesifik oleh standar industri yang berlaku.

1.2. TUJUAN Adapun tujuan penulisan Makalah ini adalah untuk menganalisa pengujian tegangan DC pada peralatan listrik untuk kepentingan pemeliharaan peralatan listrik.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 PENGUJIAN ISOLASI TEGANGAN DC

Ketika tegangan DC diberikan pada sebuah isolasi, maka tekanan medan listrik menimbulkan kenaikan pada konduksi arus dan polarisasi listrik. Pertimbangkan rangkaian dasar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1, yang menunjukkan sumber tegangan DC, switch,dan spesimen isolasi. Ketika saklar ditutup, isolasi menjadi berlistrik dan mengalir arus yang sangat tinggi pada saat yang saklar tersebut ditutup. Namun, nilai arus langsung turun, dan kemudian menurun pada tingkat lebih lambat sampai mencapai nilai hampir konstan. Arus yang digambarkan oleh isolasi dapat dianalisis ke dalam beberapa komponen sebagai berikut: Capacitance charging current Capacitance charging current memiliki nilai sebesar tegangan DC yang digunakan dan dapat dihitung menggunakan rumus : Dimana, ie = E R C t e Dielectric absorption current Dielectric absorption current juga tinggi saat tegangan uji diberikan dan menurun dengan meningkatnya waktu penggunaan tegangan, kapasitansi arus pengisian (kV) (M) (F) (s)

= tegangan = resistansi = kapasitansi = waktu

= basis logaritma Napierian

tetapi pada tingkat yang lebih lambat dari Capacitance charging current. Arus ini tidak setinggi Capacitance charging current. Dielectric absorption current dapat dibagi menjadi dua arus yaitu arus charge reversibel dan ireversibel. Arus charge reversibel dapat dihitung dengan rumus:

Dimana :

ia V C D T N

= dielectric absorption current = tegangan uji = kapasitansi (kV) (F)

= proporsional konstan = waktu = konstanta (s)

Arus charge ireversibel memiliki bentuk umum yang sama dengan arus charge reversibel, tetapi jauh lebih kecil di magnitude nya. Arus charge ireversibel hilang dalam isolasi dan dengan demikian tidak dapat dipulihkan. Waktu yang cukup harus diberikan sebelum merekam data dari tes sehingga reversible absorption current mengalami penurunan ke nilai yang rendah. Surface leakage current Surface leakage current ini disebabkan oleh konduksi pada permukaan isolasi. Arus ini tidak diinginkan dalam hasil pengujian dan karena itu harus dihilangkan dengan cara hati-hati membersihkan permukaan konduktor untuk menghilangkan jalur kebocoran, atau harus ditangkap dan dijaga dari pembacaan meter. Partial discharge current (corona) Partial discharge current juga dikenal sebagai korona, disebabkan oleh overstressing udara pada sudut tajam dari konduktor karena uji tegangan tinggi. Arus ini tidak diinginkan dan harus dihilangkan dengan penggunaan stress control shielding pada titik-titik tersebut selama tes. Arus ini tidak terjadi pada tegangan rendah (dibawah 4000 volt), Volumetric leakage current Volumetric leakage current yang mengalir melalui volume isolasi itu sendiri adalah penting. Arus ini digunakan untuk mengevaluasi kondisi dari sistem

isolasi saat pengujian. Waktu yang cukup harus diberikan untuk volumetric current untuk stabil sebelum pembacaan tes dicatat.

2.1.1 Fenomena Dielektrik dan Polarisasi Dielektrik memiliki sifat penyerapan baik sementara dan permanen dari muatan listrik dan properti konduksi. Ketika tegangan diberikan pada dielektrik, gaya pada muatan positif dan negatif yang melekat dalam partikel yang membentuk dielektrik cenderung mengarahkan partikel sejalan dengan bidang yang diterapkan. Beberapa bahan dielektrik memiliki molekul yang memiliki jumlah atom yang tidak merata, yaitu, memiliki susunan muatan yang asimetris. Ketika molekul tersebut ditempatkan dalam medan listrik, molekul itu akan bermigrasi dalam medan listrik sehingga menjadi terpolarisasi dengan medan listrik. Molekul seperti itu disebut dipole. Dipol memiliki peran penting dalam karakteristik isolasi. Sebuah dipol dapat diwakili oleh sebuah partikel yang memiliki muatan positif kecil di satu ujung dan muatan negatif kecil di ujung lainnya. Ketika dipol diberikan tegangan DC, mereka terpolarisasi. Fenomena ini dikenal sebagai polarisasi dipol. Fenomena polarisasi kuat dipengaruhi oleh sifat material, struktur dan kondisi isolasi.

2.1.2 Keuntungan dan Kerugian dari Pengujian Tegangan DC Pengujian tegangan DC biasanya digunakan untuk pengujian peralatan listrik dan aparat. Pengujian tegangan DC memiliki kelebihan dan kekurangan yang bervariasi Keuntungan dan kerugian dari tegangan DC adalah sebagai berikut. 2.1.2.1 Keuntungan DC tes lebih dipiih pada peralatan yang memiliki nilai charge kapasitansi yang sangat tinggi, seperti kabel. Tekanan tegangan DC dianggap jauh lebih rendah merusak isolasi daripada tegangan AC. Tes dapat dihentikan sebelum terjadi kegagalan peralatan. Pengukuran dapat diambil secara bersamaan. Data historis dapat dikompilasi dan tersedia untuk evaluasi. Tidak perlu ada tes resistansi isolasi terpisah sebelum tes overpotential DC. Ukuran dan berat peralatan signifikan berkurang dibandingkan dengan tegangan uji AC. 2.1.2.2 Kekurangan Distribusi tekanan untuk transformer, motor, kumparan Generator berbeda untuk tegangan DC dengan tegangan AC. Sisa charge setelah tes tegangan DC harus dihilangkan dengan hati-hati. Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan uji tegangan tinggi lebih lama dibandingkan dengn uji tegangan tinggi AC. Terdapat literatur pengujian DC yang menyatakan bahwa dimungkinkan efek pengujian tegangan tinggi DC berbahaya pada beberapa jenis kabel. Kerusakan yang tidak terdeteksi dengan DC, dapat menyebabkan kegagalan saat tegangan AC. Temperatur dan tegangan mempengaruhi resistivitas.

2.2 METODE PENGUJIAN DC Terdapat dua tes yang dapat dilakukan pada isolasi padat dengan penerapan tegangan DC:

Pengujian tahanan Isolasi Pengujian Tegangan Tinggi

2.2.1 Pengujian Tahanan Isolasi

Tes ini dapat dilakukan pada tegangan diterapkan dari 100-15,000 V. Instrumen digunakan adalah megaohmmeter, motor atau elektronik, yang menunjukkan tahanan isolasi di megaohms. Kualitas isolasi tergantung pada suhu, kelembaban, dan faktor lingkungan lainnya. Karena itu, semua pembacaan hasil tes harus dikoreksi ke suhu standar untuk kelas peralatan yang diuji. Faktor koreksi suhu untuk berbagai alat listrik ditunjukkan pada Tabel 2.1. Nilai megaohm dari tahanan isolasi berbanding terbalik dengan volume isolasi yang sedang diuji. Sebagai contoh, kabel denagn panjang 100 ft akan memiliki sepersepuluh dari tahanan isolasi kabel dengan panjang 1000 ft, asalkan kondisi lainnya identik. Tes ini dapat berguna dalam memberikan indikasi kondisi memburuk dalam sistem isolasi. Pengukuran nilai tahanan isolasi dapat dilakukan dengan empat Metode : Short-time readings Time-resistance readings (dielectric absorption ratio [DAR] test) Polarization index (PI) test Step-voltage readings

2.2.1.1 Short Time Readings Pengujian ini hanya mengukur nilai tahanan isolasi untuk jangka waktu pendek seperti 30 atau 60 detik, melalui pembacaan spot yang ada pada kurva dari meningkatkan nilai tahanan isolasi. Hasil dari pembacaan ini hanya

mengindikasikan keadaan isolasi secara kasar. Penurunan yang berkelanjutan merupakan indikasi adanya kerusakan isolasi. Untuk menafsirkan hasil, nilai-nilai yang digunakan untuk perbandingan harus dinormalisasi sampai 20 C dengan mempertimbangkan efek kelembaban.

2.2.1.2 TimeResistance Readings Sebuah sistem isolasi yang baik akan menunjukkan terus meningkatnya nilai tahanan selama periode waktu di mana tegangan diberikan. Di sisi lain, sistem isolasi yang terkontaminasi dengan uap air, kotoran, dan sejenisnya akan menunjukkan nilai tahanan yang rendah. Dalam isolasi yang baik, efek dari penyerapan arus akan menurun seiring dengan meningkatnya waktu. Dalam isolasi buruk, efek penyerapan diabadikan oleh kebocoran arus yang tinggi. Metode time-resistace tergantung pada temperatur dan ukuran peralatan. Rasio TimeResistance Readings dapat digunakan untuk mengindikasikan kondisi dari sistem isolasi. Rasio dari pembacaan 60 s sampai 30s disebut DAR:

Rasio DAR yang dibawah 1.25 adalah alasan dilakukan penyelidikan atau perbaikan pada peralatan listrik.

2.2.1.3 PI Test PI tes biasa dilakukan untuk pengujian daya serap dielektrik.. PI adalah rasio tahanan isolasi pada 10 menit sampai tahanan isolasi pada 1 min. Rasio PI yang kurang dari 1 menunjukkan kerusakan peralatan dan butuh segera dilakukan pemeliharaan. Tes ini digunakan untuk sistem isolasi kering seperti tipe transformer, kabel, mesin berputar, dll.

2.2.1.4 Step-Voltage Readings (DC Voltage Tip-Up Test) Dalam metode ini, tegangan diberikan secara bertahap ke isolasi yang diuji dengan metode mengontrol tegangan. Saat tegangan meningkat, isolasi yang lemah akan menunjukkan ketahanan yang lebih rendah yang tidak jelas pada tingkat tegangan yang lebih rendah. Langkah-tegangan tes ini sangat berharga ketika dilakukan secara periodik.

2.2.2 High-Potential Voltage Test Pengujian tegangan tinggi DC dilakukan dengan memberikan tegangan DC di isolasi pada atau di atas tegangan puncak operasi pada frekuensi 60 Hz (yaitu, nilai DC = 1,41 kali nilai RMS). Ketika tegangan tinggi diberikan sebagai uji penyerapan dielektrik, tegangan maksimum diberikan secara bertahap selama 60-90 s. Tegangan maksimum ini kemudian ditahan selama 5 menit dengan pembacaan kebocoran arus diambil setiap menitnya. Ketika tes ini diterapkan sebagai step-voltage test, tegangan maksimum diberikan secara bertahap dengan besar yang sama, biasanya tidak kurang dari delapan, dengan setiap step-voltage ditahan untuk interval waktu yang sama. Interval waktu untuk setiap langkah harus 1-4 min. Pada akhir setiap interval, dilakukan pembacaan arus kebocoran atau tahanan isolasi sebelum melanjutkan ke langkah berikutnya. Plot dari tegangan uji terhadap kebocoran arus atau tahanan isolasi dapat digambarkan untuk menunjukkan kondisi sistem isolasi.

2.3 TRAFO Pengujian DC pada transformator melibatkan pengujian isolasi pada belitan trafo dan cairan isolasi yang digunakan dalam transformer. Tes insulasi pada trafo tidak menyimpulkan tentang kondisi kumparan trafo tersebut, tetapi memberikan informasi yang berharga pada kondisi kumparan, seperti kadar air, dan karbonisasi. 2.3.1 Insulation Resistance Measurement Pengujian ini dilakukan pada atau di atas tegangan rata-rata untuk menentukan apakah ada jalur resistansi rendah ke tanah atau antara kumparan ke kumparan akibat dari kerusakan isolasi kumparan pada trafo. Nilai hasil pengukuran dipengaruhioleh variabel seperti suhu, kelembaban, tegangan uji, dan ukuran transformator. Tes ini harus dilakukan sebelum dan setelah perbaikan atau saat pemeliharaan dilakukan. Data hasil pengujian harus dicatat untuk tujuan perbandingan di masa depan. Nilai uji harus dinormalisasi sampai 20 C untuk

tujuan perbandingan. Aturan umum yang digunakan untuk nilai yang dapat diterima untuk pemberian energi yang aman adalah 1 M per 1000 V dari tegangan uji yang diberikan ditambah 1 M. Contoh resistensi nilai-nilai sistem isolasi yang baik ditunjukkan pada Tabel 2.2. tes prosedur adalah sebagai berikut: 1. Jangan putuskan sambungan tanah ke tangki transformator dan inti. Pastikan bahwa tangki transformator dan inti diground. 2. Lepaskan semua koneksi tegangan tinggi, tegangan rendah, dan netral, lightning arrester, sistem kipas, meter, atau semua sistem kontrol tegangan rendahsistem yang terhubung ke kumparan transformator. 3. Sebelum memulai tes, jumper bersamaan semua bushing tegangan tinggi, pastikan bahwa jumper bersih dari semua logam dan bagian ground. Juga bersama-sama jumper bushing tegangan rendah dan netral, pastikan jumper bersih dari semua logam dan bagian ground 4. 5. Gunakan megohmmeter dengan skala minimal 20.000 M. Pengukuran tahanan tersebut kemudian dilakukan diantara setiap set kumparan dan ground. Kumparan yang akan diukur harus dilepas dari ground anah untuk mengukur tahanan isolasi nya. 6. Membaca Megohmmeter harus dipertahankan untuk jangka waktu 1 menit. Buatlah bacaan berikut untuk dua-kumparan transformator: a. Kumparan Tegangan tinggi ke kumparan tegangan rendah dan ke tanah b. Kumparan Tegangan tinggi ke berliku ke tanah c. Kumparan Tegangan rendah ke kumparan tegangan tinggi dan ke tanah d. Kumparan Tegangan rendah ke tanah e. Kumparan Tegangan tinggi ke kumparan tegangan rendah

Gambar hubungan untuk tes ini ditunjukkan pada Gambar 2.4a sampai e dan 2.5a sampai e masing-masing untuk transformer satu fase dan tiga fase. Pembacaan Megohmmeter harus dicatat bersama dengan suhu uji(C). Pembacaan harus dikoreksi sampai 20 C dengan faktor koreksi ditunjukkan pada Tabel 2.1. Jika

nilai koreksi tes adalah satu-setengah atau lebih dari pembacaan isolasi pabrik atau 1000 M, maka sistem isolasi transformator dianggap aman untuk tes tegangan tinggi.

Untuk transformator 3-kumparan, tes yang harus dilakukan adalah sebagai berikut: Tinggi ke rendah, tersier dan tanah (H-LTG) Tersier ke tinggi, rendah dan tanah (T-HLG) Rendah ke tinggi, tersier dan tanah (L-HTG) Tinggi, rendah, dan tersier ke tanah (HLT-G) Tinggi dan tersier ke rendah dan tanah (HT-LG) Rendah dan tersier ke tinggi dan tanah (LT-HG)

Tinggi dan rendah ke tersier dan tanah (HL-TG)

Jangan melakukan tes megaohm pada kumparan transformator tanpa cairan transformator karena nilai tahanan isolasi di udara akan jauh lebih rendah kurang daripada di dalam cairan. Juga jangan melakukan tes tahanan isolasi daritransformator bila kondisi undervaccum karena kemungkinan flashover ke ground. Hubungan tes yang ditunjukkan pada Gambar 2.5a, c, dan e adalah yang paling seringmdigunakan. Hubungan tes pada Gambar bernilai 2.5.b dan d memberikan hasil yang lebih tepat. Pembacaan yang diperoleh dalam hubungan pada Gambar 2.5a dan b adalah sama masing-masing dengan pembacaan hubungan tes pada Gambar 2.5c dan d. Nilai tahanan isolasi yang dapat diterima untuk transformer kering dan compound-filled adalah harus sebanding dengan putaran mesin untuk Kelas A, meskipun tidak ada nilai standar minimum yang tersedia. Oil-filled transformer atau regulator tegangan menyajikan masalah khusus bahwa kondisi minyak memiliki pengaruh yang nyata pada tahanan isolasi dari kumparan. Dengan tidak adanya data yang lebih handal disarankan rumus berikut:

Dimana

:

IR adalah minimal 1 menit 500 V DC tahanan isolasi di megaohms C adalah konstanta untuk pengukuran 20 C E adalah rating tegangan dari kumparan yang diuji kVA adalah rating kapasitas kumparan yang diuji

Formula ini ditujukan untuk transformer satu fase. Jika transformator yang diuji adalah salah satu jenis transformer tiga fasa, dan tiga gulungan individu transformer sedang diuji salah satu, maka E adalah rating tegangan dari salah satu

kumparan satu fase (fase ke fase untuk unit terhubung delta dan fase ke netral untuk unit terhubung bintang), kVA adalah rating kapasitas semua kumparan tiga fasa yang sedang diuji.

2.3.2 Dielectric Absorption Test Uji penyerapan dielektrik merupakan kelanjutan dari uji pengukuran tahanan isolasi kumparan transformer. Tes terdiri dari pemberiaan tegangan selama 10 menit dan mengambil bacaan dari pengukuran tahanan pada interval 1 menit. Nilai resistansi yang diukur selama pengujian ini diplot pada kertas log-log dengan koordinat tahanan terhadap waktu. Kemiringan kurva untuk sistem isolasi yang baik adalah garis lurus meningkat terhadap waktu, sedangkan sistem isolasi yang buruk akan memiliki kurva yang mendatar terhadap waktu. Ada dua tes yang dilakukan di bawah uji penyerapan dielektrik. Yaitu adalah PI dan DAR tes, yang dibahas dalam Bagian 2.3.

2.3.3 DC High-Potential Test Uji tegangan tinggi DC diterapkan di atas rating tegangan transformator untuk mengevaluasi kondisi isolasi kumparan. Uji tagangan tinggi DC tidak direkomendasikan pada transformator daya di atas 34,5 kV, melainkan yang harus digunakan adalah uji tegangan tinggi AC. Umumnya, untuk pemeliharaan rutin

transformator,

pengujian

ini

tidak

dipakai

karena

kemungkinan

dapat

menyebabkan kerusakan pada isolasi kumparan. Namun, tes ini dibuat untuk penerimaan dan setelah perbaikan transformator. Jika tegangan tinggi yang akan dilakukan untuk pemeliharaan rutin, Nilai uji AC tidak boleh melebihi 65% dari nilai uji AC pabrik . Nilai Pemeliharaan rutin tegangan AC harus dikonversi ke nilai yang setara dengan tegangan DC dengan mengalikannya dengan 1.6, yaitu 1.6 kali nilai AC untuk pengujian berkala (yaitu, 1.6 65 = 104% dari nilai uji AC pabrik). Uji tegangan tinggi DC bisa diterapkan sebagai step-voltage test dimana pembacaan kebocoran arus diambil untuk setiap langkah. Jika kebocoran arus yang berlebihan terjadi, tegangan dapat dikurangi sebelum kerusakan lebih lanjut terjadi. Untuk alasan ini, uji tegangan tinggi DC dianggap

menjadi uji non-destructive. Nilai tes tegangan tinggi untuk tegangan DC ditunjukkan pada Tabel 2.3. Prosedur untuk melakukan tes ini adalah sebagai berikut (lihat Gambar 2.6a dan b untuk koneksi uji): Transformator harus telah lulus uji tahanan isolasi sebelum memulai tes ini. Pastikan rangka dan inti transformator di ground. Lepaskan semua tegangan tinggi, tegangan rendah, dan hubungan netral, sistem kontrol tegangan rendah, sistem kipas, dan meter yang terhubung ke kumparan dan inti transformator. Short circuit dengan melakukan jumper bersamaan semua bushing tegangan tinggi dan

semua bushing tegangan rendah ke ground seperti yang telah dibahas pada pengukuran tahanan isolasi. Hubungkan tes tegangan tinggi diantara kumparan tegangan tinggi dan ground. Secara bertahap tingkatkan tegangan uji untuk nilai yang diinginkan. Biarkan pengujian selama durasi 1 menit, setelah itu secara bertahap turunkan tegangan sampai ke nol. Lepaskan tegangan rendah dari ground jumper dan hubungkan uji tegangan tinggi diantara kumparan tegangan rendah dan ground. Juga hubungkan shortcircuit kumparan tegangan tinggi ke ground. Secara bertahap tingkatkan

tegangan uji ke nilai yang diinginkan. Biarkan pengujian selama durasi 1 menit, setelah itu secara bertahap turunkan tegangan smapai ke nol. Jika kedua tes sebelumnya menyebabkan kerusakan atau kegagalan, transformator dianggap memuaskan dan dapat diberi energi. Lepaskan semua jumper dan sambungkan kembali hubungan primer dan sekunder dan sistem peralatan lainnya yang mungkin telah terputus.

Berikut ini adalah beberapa peringatan dan pertimbangan dalam melakukan uji tegangan tinggi : Pada transformator berisi cairan dua sistem isolasi, yaitu, isolasi padat dengan minyak atau cairan sintetis. Ketika uji tegangan tinggi AC atau DC diterapkan, drop tegangan yang didistribusikan adalah sebagai berikut:

Bila menggunakan uji tegangan tinggi DC pada transformator yang berisi cairan, isolasi padat dapat tertekan. Isolasi yang mungkin melemah di dekat netral mungkin tetap beroperasi karena untuk menurunkan tekanan dalam kondisi operasi. Namun, ketika mengalami uji tegangan tinggi, isolasi tersebut mungkin akan mengalami kerusakan (breakdown) dan membutuhkan perbaikan segera. Pelemahan isolasi biasanya dapat dideteksi dengan pengukuran pada tegangan rendah. Jika uji tegangan tinggi yang akan dilakukan untuk pemeliharaan rutin, pertimbangkan hal berikut di muka: (1) Asumsi bahwa kerusakan akan terjadi, (2) memiliki penggantian atau peralatan di tangan, (3) memiliki tenaga yang tersedia untuk melakukan pekerjaan, (4) Apakah kerugian dari transformator sampai perbaikan yang dibuat di luar pemadaman rutin asli?

2.4 Cables and Accessories Pengujian kabel dilakukan untuk memetakan kerusakan bertahap selama bertahun-tahun, untuk melakukan pengujian penerimaan setelah instalasi, untuk verifikasi dari sambungan, dan untuk pengujian perbaikan khusus. Biasanya, tes pemeliharaan dilakukan pada kabel pada tegangan uji 60% dari tegangan uji akhir pabrik. Ketika pembangunan yang tepat dari kabel dalam instalasi yang sudah ada tidak diketahui, biasanya dianjurkan bahwa pemeliharaan uji tegangan DC didasarkan pada rating tegangan AC dengan menggunakan nilai yang

direkomendasikan untuk konduktor yang berukuran terkecil dalam kisaran rating tegangan AC. Pengujian tegangan DC yang dilakukan pada kabel adalah pengukuran tahanan isolasi dan uji tegangan tinggi DC. Uji tegangan tinggi DC dapat dilakukan sebagai uji kebocoran arus terhadap tegangan, uji kebocoran arus

terhadap waktu, atau go no-go uji overpotential. Adalah selalu tepat untuk melakukan uji pengukuran tahanan isolasi pertama kali, dan jika data yang overpotential DC.

diperoleh terlihat bagus, kemudian lanjutkan dengan uji

Setelah uji overpotential DC selesai, kemudian lakukan pengukuran tahanan isolasi lagi untuk memastikan bahwa kabel tidak rusak selama uji overpotential DC.

2.4.1 Insulation Resistance Measurement Test Tahanan isolasi diukur dengan menggunakan sebuah Megaohmmeter (atau dapat diukur dengan menggunakan instrumen portabel yang terdiri dari sumber tegangan langsung, seperti generator, baterai, atau rectifier, dan ohmmeter dengan high-range tersebut yang memberikan pembacaan tahanan isolasi di megaohms atau ohm). Ini adalah metode non-destructive untuk menentukan kondisi isolasi kabel untuk memeriksa kontaminasi akibat kelembaban, kotoran, atau karbonisasi. Metode pengukuran tahanan isolasi tidak memberikan ukuran dari jumlah kekuatan dielektrik pada isolasi kabel atau titik-titik lemah dalam kabel. Secara umum, berikut tegangan yang dapat digunakan untuk rating tegangan pada kabel.

Berikut ini adalah prosedur umum bila menggunakan megaohmmeter (Megger) dalam melakukan pengukuran tahanan : Lepaskan kabel yang akan diuji dari peralatan dan rangkaian lain untuk memastikan bahwa tidak ada energi yang diberikan. Discharge semua kapasitansi dalam kabel dengan melakukan ground sebelum pengujian, serta setelah menyelesaikan pengujian. Ground semua konduktor lain bersama-sama ke sarungnya dan ke ground. Hubungkan ke terminal bumi dari set uji. Demikian pula mengukur nilai tahanan isolasi lain antara satu konduktor dan semua konduktor lain yang terhubung, satu konduktor ke tanah dan sebagainya. Koneksi ditunjukkan pada Gambar 2.7a sampai d. Guard Terminal pada megaohmmeter dapat digunakan untuk menghilangkan efek kebocoran di permukaan isolasi yang terbuka terbuka pada ujung kabel, atau kedua ujung kabel untuk kebocoran ke tanah.

Pengukuran tahanan isolasi harus dilakukan di interval reguler dan catatan disimpan untuk tujuan perbandingan. Perlu diingat bahwa, untuk perbandingan yang valid, pembacaan harus dikoreksi ke suhu dasar, seperti 20 C. Sebuah kondisi penurunan berkelanjutan merupakan indikasi kerusakan isolasi meskipun nilai taanan yang diukur berada di atas batas minimum yang dapatditerima. Kabel dan konduktor instalasi memiliki berbagai dari titik pandang tahanan dari isolasi. Kondisi ni menyebabkan berbagai jenis bahan isolasi digunakan, rating tegangan atau ketebalan isolasi, dan panjang dari sirkuit yang terlibat dalam pengukuran. Terminal kabel dan konduktor juga akan berpengaruh pada nilai uji kecuali terminal kabel dan konduktor bersih dan kering, atau dijaga.

Insulated Cable Engineers Association (ICEA) memberikan nilai minimum tahanan isolasi dalam spesifikasinya untuk berbagai jenis kabel dan konduktor.

Nilai-nilai minimal untuk kawat baru, satu-konduktor dan kabel setelah menjadi sasaran uji tegangan tinggi AC dan berdasarkan DC uji potential 500 V

diterapkan selama 1 menit pada suhu 60 F. Ini isolasi minimum standar resistance (IR) nilai (untuk singleconductor kabel) didasarkan pada rumus berikut:

Dimana, IR adalah megaohms per 1000 ft dari kabel K adalah konstanta material isolasi D diameter luar dari isolasi konduktor d adalah diameter dalam dari konduktor

Tahanan isolasi dari satu konduktor dari kabel multikonduktor untuk semuanya dan sarungnya adalah :

Dimana, D = diameter isolasi lebih setara dengan kabel dengan konduktor tunggal = d + 2c + 2b d = adalah diameter konduktor (d sama dengan diameter putaran konduktor dengan penampang yang sama) c = ketebalan isolasi konduktor b = ketebalan isolasi jaket

2.4.2 DC Overpotential Testing Di masa lalu, tes ini secara luas digunakan untuk penerimaan dan pemeliharaan dari kabel. Penelitian terbaru dari kegagalan kabel menunjukkan bahwa uji overpotential DC menyebabkan lebih banyak menyebabkan kerusakan untuk beberapa kabel isolasi, daripada manfaat yang diperoleh dari pengujian tersebut. Ini dapat menunjukkan kondisi relatif dari isolasi pada tegangan diatas atau dekat dengan level operasi. Pengujian ini dapat digunakan untuk

mengidentifikasi kelemahan pada isolasi kabel dan juga untuk kerusakan dari kesalahan yang baru terjadi. Tipe dari set pengujian DC ini ditunjukkan pada Gambar 2.8.

2.4.3 Voltage versus Leakage Current Test (Step-Voltage Test) Dalam pengujian ini, tegangan dinaikkan bertahap dengan nilai yang sama dan waktu yang diperbolehkan antara setiap tahap untuk membuat kebocoran arus menjadi stabil. Arus relatif tinggi setinggi tegangan yang diberikan karena adanya arus charging kapasitansi dan arus penyerapan dielektrik. Dengan berjalannya waktu, arus transien menjadi minimal dengan arus steady-state yang tersisa, yang merupakan kebocoran arus yang sebenarnya dan arus penyerapan yang jumlahnya sangat kecil. Pada setiap tahap pemberian tegangan, dilakukan pembacaan arus bocor sebelum melanjutkan ke tahap berikutnya. Biasanya, dianjurkan bahwa sedikitnya digunakan delapan tahap yang sama dari tegangan dan waktu untuk masing-masing tahap setidaknya 1-4 menit. Kebocoran arus terhadap tegangan tersebut kemudian diplot sebagai kurva. Selama kurva linear untuk setiap tahap, sistem isolasi dalam kondisi yang baik. Pada beberapa nilai dari tahap tegangan, jika kebocoran arus mulai tampak meningkat, kenaikan kemiringan kurva akan diperhatikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9. Jika pengujian dilanjutkan di luar tegangan uji ini, kebocoran arus akan meningkat bahkan lebih cepat dan kerusakan dapat segera terjadi pada isolasi kabel. Pengujian harus segera dihentikan setelah peningkatan kemiringan pada kurva. Kebocoran arus maksimum yang diperbolehkan untuk kabel baru dapat

ditentukan dari rumus ICEA untuk tahanan isolasi minimum yang telah dibahas sebelumnya. Rumus untuk kebocoran arus kemudian dapat ditulis sebagai berikut:

Dimana, dimana IL = konduksi atau arus bocor

E K D d

= tegangan uji = tahanan isolasi per 1000 ft pada 60 F = diameter dari isolasi = diameter dari konduktor

2.4.4 Leakage Current versus Time Test Ketika tegangan uji terakhir dari pengujian kebocoran arus terhadap

tegangan tercapai, pengujian dapat dibiarkan selama setidaknya 5 menit, dan kebocoran arus terhadap waktu dapat diplot Kurva untuk kabel yang baik umumnya akan menunjukkan penurunan yang berkelanjutan pada kebocoran arus sampai ke kondisi steady-state. Kurva ini ditunjukkan pada Gambar 2.10.

2.4.5 Go, No-Go Overpotential Test Dalam pengujian ini tegangan diberikan secara bertahap pada nilai

tertentu. Laju kenaikan dari tegangan uji dipertahankan untuk memberikan kebocoran arus yang stabil sampai tegangan uji terakhir tercapai. Biasanya, 1-1,5 menit dianggap cukup untuk mencapai tegangan uji terakhir. Tegangan uji akhir kemudian ditahan selama 5 menit, dan jika tidak ada peningkatan arus secara mendadak, maka pengujian telah berhasil dilakukan. Pengujian ini tidak memberikan analisis mendalam tentang kondisi kabel, tetapi memberikan informasi yang memadai, apakah kabel memenuhi kekuatan breakdown dari

kebutuhan spesifik tegangan tinggi. Jenis pengujian ini biasanya dilakukan setelah instalasi dan perbaikan, di mana hanya kabel yang mampu bertahan tanpa breakdown yang akan disertifikasi. 2.4.6 DC Overpotential Test Connections and Procedures Hubungan uji untuk pengujian ini mirip dengan hubungan uji yang ditunjukkan pada Gambar 2.7a, dan untuk kabel dengan tiga konduktor serupa dengan yang ditampilkan pada Gambar 2.7b dan c.

2.5 Electrical Switchgear and Circuit Breakers Pengujian DC dari switchgear dan CB melibatkan: Pengujian pengukuran tahanan isolasi Pengujian tegangan tinggi DC Pengujian Circuit breaker contact resistance Pengujian pengukuran tahanan isolasi dapat dilakukan pada semua jenis switchgear dan CB dengan menggunakan megaohmmeter

2.5.1 Insulation Resistance Measurement Test Pengujian tahanan isolasi dilakukan dengan pemberian tegangan (50015,000 V DC)ke peralatan untuk menentukan nilai tahanan. Tes ini tidak menunjukkan kualitas isolasi primer. Beberapa faktor yang harus diingat saat melakukan tes ini, yang pertama adalah bahwa tes ini dapat menunjukkan nilai tahanan isolasi yang rendah karena banyaknya jalur paralel. yang perlu diingat lagi adalah bahwa sistem isolasi memiliki kekuatan dielektrik yang rendah yang memungkinkan menunjukkan nilai tahanan yang tinggi. Sehingga hasil uji hanya harus ditafsirkan untuk tujuan perbandingan. Pengujian Ini tidak menunjukkan kualitas utama sistem isolasi yang berkaitan dengan kekuatan dielektrik untuk menahan tegangan tinggi. Diagram koneksi untuk melakukan tes ini pada CB ditunjukkan pada Gambar 2.12. Diagram koneksi untuk menguji tahanan isolasi dari setiap cabang sirkuit di panel distribusi dapat dilihat pada Gambar 2.13. Ketika melakukan pengujian isolasi, direkomendasikan bahwa peralatan bantu, seperti transformator tegangan dan lightning arrester, diisolasi dari switchgear stasioner. Pengujian tahanan isolasi dilakukan pada posisi CB terbuka dan posisi tertutup, sedangkan pengujian isolasi untuk bus switchgear dibuat dengan satu fase ke tanah pada suatu waktu, dengan dua fase lain membumi. Prosedur pengujian ini sebagai berikut:

2.5.2 DC High-Potential Test Pengujian tegangan tinggi switchgear melibatkan pengujian dari CB danswitchgear bus secara terpisah. Pengujian ini adalah pengujian yang besar dan menentukan kondisi isolasi dari perakitan switchgear. Pengujian tegangan tinggi DC tidak dipilih untuk pengujian switchgear AC karena penerapan tegangan DC tidak menghasilkan tekanan yang sama dalam sistem isolasi seperti yang diproduksi di bawah kondisi operasi. Selain itu, pengujian tegangan tinggi DC menghasilkan korona dan tracking pada tepi yang tajam atau titik akhir dari bus. Korona dan tracking yang lebih jelas terjadi pada peralatan yang lebih tua, dan oleh karena itu disarankan bahwa pengujian tegangan tinggi DC dihindari pada

peralatan tersebut. Nilai-nilai tegangan uji DC yang direkomendasikan untuk peralatan dengan berbagai kelas tegangan ditunjukkan pada Tabel 2.6

Pengujian tegangan tinggi harus dilakukan dalam kondisi yang sama dengan pengujian komersial. Switchgear harus dibersihkan, dan dikembalikan pada

kondisi baik sebelum tes tegangan tinggi dilakukan. Pembacaan suhu dan kelembaban harus dicatat dan pembacaan dikoreksi ketika melakukan tes DC.

2.5.3 Circuit Breaker Contact Resistance Measurement Test Kontak yang diam dan bergerak dibangun dari bahan yang memberikan tahanan yang baik terhadap busur api. Namun, jika kontak tidak dikelola secara baik, ketahanan karena busur api yang berulang-ulang mengakibatkan kontak memiliki kemampuan untuk membawa arus. Korosi berlebihan pada kontak merugikan kinerja CB. Salah satu cara untuk memeriksa kontak adalah dengan memberikan arus DC dan mengukur tahanan kontak atau drop tegangan pada saat kontak tertutup. Tahanan kontak breaker harus diukur dari terminal bushing ke terminal bushing dengan breaker dalam posisi tertutup. Disarankan bahwa untuk tegangan menengah dan tegangan tinggi uji tahanan dilakukan

dengan sebuah microohmmeter setidaknya memiliki output 100 A DC. Penggunaan nilai arus yang lebih tinggi memberikan hasil yang lebih dapat diandalkan daripada menggunakan nilai arus yang lebih rendah. Nilai tahanan biasanya diukur dalam mikro-ohm ().

2.6 MOTOR DAN GENERATOR Sistem isolasi listrik adalah bagian yang paling menonjol dari motor dan generator yang perlu perawatan berkala dan pengujian. Sistem isolasi di mesin tersebut terdiri atas berbagai tingkat mekanik, termal, dan tegangan listrik.

Keandalan dari mesin tergantung pada integritas sistem insulasi. Oleh karena itu, program pemeliharaan harus mencakup program pengujian yang efektif, bersama dengan pemeriksaan visual dan pemeliharaan rutin, untuk mengevaluasi sistem isolasi. 2.6.1 Insulation Resistance Test Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan tegangan 500-5000 V dan menyediakan informasi pada kondisi isolasi mesin. Sebuah sistem isolasi yang bersih dan kering memiliki kebocoran sangat rendah dibandingkan dengan sistem isolasi yang basah dan terkontaminasi. Pengujian ini tidak memeriksa kekuatan tegangan tinggi dari sistem isolasi, tetapi memberikan informasi apakah sistem isolasi memiliki tahanan bocor yang tinggi atau tidak. Pengujian ini biasanya dilakukan sebelum pengujian tegangan tinggi untuk mengidentifikasi

terkontaminasinya isolasi atau kesalahan pada isolasi tersebut. Pengujian ini dapat dilakukan pada semua atau bagian dari rangkaian mesin ke tanah. Prosedur berikut ini diberikan untuk membuat uji pada kumparan medan, belitan stator. 2.6.2 DC Overpotential Test Pengujian overpotential DC dilakukan pada motor dan generator untuk menilai kekuatan isolasi dielektrik. Pengujian ini dapat dilakukan selama perawatan rutin atau setelah perbaikan telah dilakukan pada mesin. Baik semua atau bagian dari mesin dapat diuji ke tanah untuk memastikan bahwa sistem isolasi memiliki kekuatan dielektrik cukup tinggi untuk pengoperasian yang aman.

2.6.3 Voltage versus Leakage Current Test (Step-Voltage Test) Pengujian overpotential DC adalah tes terkontrol, yaitu, peningkatan

tegangan yang diberikan dikendalikan dengan memantau kebocoran arus untuk mengidentifikasi kegagalan isolasi belitan yang akan datang dengan tujuan menghentikan pengujian sebelum kerusakan terjadi. Prosedur pengujian dapat dijelaskan sebagai berikut: Tegangan yang pertama diberikan biasanya sepertiga dari tegangan ujinya yang diterapkan di mesin. Pembacaan diambil pada interval 1 menit sampai maksimum 10 menit. Langkah selanjutnya adalah untuk meningkatkan tegangan uji pada sekitar 1000 V dan mencatat nilai arus bocor untuk setiap langkah. Biarkan cukup waktu antara setiap langkah sampai kebocoran arus menjadi stabil. Pada setiap langkah, plot nilai-nilai kebocoran arus pada sumbu vertikal versus tegangan uji yang diterapkan pada sumbu horisontal. Untuk sistem isolasi yang baik, kurva yang dihasilkan oleh pembacaan akan mulus dengan kemiringan meningkat. Setiap perubahan mendadak dalam karakteristik kurva adalah indikasi kegagalan belitan yang akan terjadi. Mengambil langkah untuk menghilangkan kemungkinan kebocoran berlebihan karena ionisasi untuk mengukur kebocoran yang terjadi saat ini.

2.6.4 Leakage Current versus Time Test Pengujian ini dapat dibuat sebagai pengganti uji tegangan dibandingkan kebocoran arus. Dalam pengujian ini, intinya adalah untuk memisahkan arus penyerapan dari total kebocoran arus. Pada pengujian ini, waktu yang wajar diperbolehkan selama setiap tahap pemberian tegangan uji untuk memungkinkan penyerapan arus menghilang sebelum pembacaan diambil. Untuk sepenuhnya menghilangkan penyerapan arus, dibutuhkan banyak waktu. Oleh karena itu, interval waktu yang wajar adalah menjadi 10 menit masa tunggu selama setiap tahap dari tegangan yang diberikan.

2.7 LIGHTNING ARRESTER Pengujian pemeliharaan yang dapat dibuat pada arrester petir (Lightning Arrester) dengan tegangan DC adalah pengukuran tahanan isolasi. Berikut ini adalah prosedur umum pemeliharaan untuk arrester petir untuk melakukan uji ketahanan isolasi : Terapkan (biasanya) 2500 V untuk line terminal dengan isolasi resistensi penguji. Membaca karakteristik dari setiap jenis arester. Beberapa mungkin setinggi 10.000 MOhm, yang lainnya mungkin jauh lebih rendah, seperti 500 MOhm. Evaluasi harus didasarkan pada pembacaan membandingkan dengan hasil tes sebelumnya atau uji nilai-nilai peralatan yang sama. Arrester petir juga dapat diuji menggunakan tegangan DC potensial tinggi. Tegangan DC harus 1,7 kali tegangan pengenal petir arrester. Bidang pengujian kelas arrester dapat dicapai selama operasi normal dengan mengukur kebocoran arus melalui arester. Karena impedansi tinggi dengan karakteristik tanah dari arrester, peningkatan kebocoran arus di atas normal biasanya menunjukkan arester rusak. 2.8 CAPACITORS Beberapa tes yang berbeda dapat dilakukan pada koreksi faktor daya kapasitor untuk menentukan layanan yang sesuai bagi pengguna. Dari ini, pengguna dapat memilih tes yang mereka anggap praktis dan perlu. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan tes mungkin jenis kapasitor bank, seperti gardu kapasitor bank atau line distribusi , pengaturan listrik, pengalaman tingkat kegagalan, dan lainnya. pada NEMA Standards Publikasi CP1-1977, Bagian 6.06, "Uji Lapangan di Capacitor Unit, "tercantum dua pilihan: (1) memeriksa unit kapasitor baru sebelum menempatkan dalam pelayanan dan (2) setelah mereka telah ditempatkan dalam pelayanan.

2.9 EVALUATION OF TEST DATA READINGS Pengukuran tahanan isolasi ditambah dengan informasi lainnya, dapat berfungsi sebagai panduan untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan pada peralatan listrik atau kabel. Pilihannya adalah sebagai berikut: Tempatkan atau mengembalikan sirkuit ke layanan sampai pengecekan yang dijadwalkan selanjutnya. Kembalikan sirkuit ke layanan sekarang, namun perencanaan perbaikan harus dilakukan sesegera mungkin Tinggalkan keluar layanan sampai perbaikan telah dilaksanakan.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=makalah+pemeliharaan+peralatan+lis trik&source=web&cd=2&ved=0CCgQFjAB&url=http%3A%2F%2Fbops.plnjawabali.co.id%2Fartikel%2Fpemeliharaantrafo.pdf&ei=lDpKT7CkOsrTrQfY3o2 vDw&usg=AFQjCNHowggnEEjgjIY6qGiPcKsOUfBLGA&sig2=r5GFteuqxXK2 Xuq5XLioPg&cad=rja http://power-grounding.blogspot.com/2009/11/pengendalian-mutu-untukpersiapan.html Electrical Power Equipment Maintenance and Testing, Second Edition, Paul Gill