p~ ~ N~ H t N~ k.. ~ X Kc Z. I>SN 1410-?6g6

PENERAPAN ALGORITMA PREDIKSI STRUKTUR KRISTAL KUBUS UNTUKKONT AMINAN T AK-LARUT P ADA MATERIAL ISOLATOR GARDU INDUK

Tatang Mulyana, Enung Nurlia

S3h

Puslitbang TeknikNuklir -BATAN

ABSTRAK

PENERAPAN ALGORITMA PREDIKSI STRUKTUR KRISTAL KUBUS UNTUK KONTAMINAN TAK-LARUT PADA MATERIAL GARDU INDUK. Telah diterapkan suatu algoritma untuk memprediksi struktur kristalkubus pada suatu material. Struktur kristal kubus pada suatu material terdiri dari 4 rasa, yaitu kubus sederhana (ks),kubus pusat muka (kpm), kubus pusat badan (kpb), dan intan. Untuk menjalankan algoritma ini diperlukan 3 jenis data.Data pertama adalah data yang menyatakan unsur kimia apa saja yang terkandung pada material. Data kedua adalahdata senyawa kimia dan struktur kristal yang mungkin dimiliki oleh material. Data ketiga adalah data difraksi sinar xdari material. Data pertama diperoleh dari penggunaan peralatan penentuan unsur-unsur kimia seperti fluoresensi sinarx, mikroskop sapuan elektron, daD lain-lain. Data kedua terdapat dalam Tabel Hanawalt. Data ketiga diperoleh dariperalatan difraktometer sinar x. Dalam makalah ini disajikan penerapan algoritma tersebut pada material kontaminantak-larut yang terdapat pada isolator Gardu lnduk Petro Gresik. Hasil penelitian menunjukkan adanya kelebihan daDkekurangan pada metode ini. Kelebihan algoritma ini diantaranya adalah mudah dilakukan karena mempunyai sedikitperhitungan. Kekurangannya adalah adanya faktor intuisi, banyak sumber kesalahan dan sangat tergantung pada datayang terdapat dalam tabel Hanawalt.

AbstractAPPLIED ALGORITM OF CUBIC CRYSTAL STRUCTURE PREDICTION FOR NON-SOLUBLE

CONT AMINA TION MATERIAL. An algoritrn had applied to predict a cubic crystal structure on the material. Thecubic crystal structure contained four phases, they are: Simple Cubic ( SC ), Face Centered Cubic ( FCC), BodyCentered Cubic ( BCC ) and Diamond. To running this algoritrn was needed three data types. The primary data typesare obtain from using instrument of element's determination, such as X-ray Fluoresence, Scanning Electron Microscope( SEM ) ,etc. The second data types are optained from Hanawalt table. The third data types are obtained from X-rayDifraktometer ( XRD ) instrument, In this paper present the logaritm applying to non-soluble contaminant material.From then on result show excess and lack exist. The excesses this algoritrn among are simple because it has a lirttlecalculation. The lack this algoritm among is intuition factor exist, many error source, and dependent upon data inHanawalt table.

Kata kuncistruktur kristal, kubus sederhana, kubus pusat muka, kubus pusat badan, Tabel Hanawalt.

PENDAHULUAN

Dalam penelitian ini, sampel kontaminan taklarot diperoleh dari isolator yang terdapat di GarduInduk Petro-Gresik. Untuk mengetahui pengarohkontaminan tak larot pada tegangan flash over isolatortersebut diperlukan pengetahuan tentang sifat fisik dankimia dari kontaminan. Sifat fisik dan kimia dari suatukontaminan dapat diketahui dengan mudah apabiladiketahui material pembentuknya. Material yang

Kontarninan tak larut merupakan bahan yangmenyerap air dan mengikat kontarninan garam dipermukaan isolator. Hal ini menyebabkan timbulnyalapisan konduktif pada isolator tersebut. Lapisan yangbersifat konduktif ini akan mempengaruhi tegangan flashover pada isolator tersebut. Tegangan flash -over darisuatu isolator merupakan parameter penting salurantransmisi yang ada di suatu Gardu lnduk PLN.

~J 2$ A~ 111190

p~ A~ p~ ~ ~ K..t u~ ~ T""-~ ;..J... H~ I~ c,M.i.. Iwl..ftT~H~,~N~.

HASIL DAN PEMBAHASANUnsur-unsur yang terkandung pacta sampel

kontaminan tak laru!. isolator Gardu lnduk Petro-Gresikyang diperoleh dari metode tluoresensi sinar xditunjukkan pacta Tabel I

Data dari Tabel Hanawalt untuk senyawa kimiayang mengandung unsur-unsur Ca, Si , Zn , Fe, S dan Sryang mempunyai struktur kubus ditunjukkan pacta Tabel2.

Data difraksi sinar x sarnpel kontarninan tak-larut isolator Gardu Induk Petro Gresik ditunjukkan padaGambar I

Data pada tabel-tabel berikut ini adalah basildari penerapan algoritrna (2f) perhitungan) dan datadifraksi sinar x kontaminan tak-larut isolator GarduInduk Petro Gresik (2 f) percobaan). Panjang gelombangsinar x (A.) yang digunakan adalah 1,5405 Angstrom

Jika ditetapkan ketentuan bahwa senyawa kimiayang diprediksikan akan benar apabila pada data 2f)(perhitungan dan percobaan) minimal terdapat 3 buahdata yang masing-masing memiliki L1 2f) < 0,5000, makadapat disimpulkan bahwa kontaminan tak larut yangditeliti mengandung material FeO, y-Fe20J' CaO, SiO2,CaS, FeJS2, FeJO4, FeJS4, dan ZnFe204.

membentuk kontaminan di alam terdiri dari materialyang bersifat konduktif dan material yang bersifatlembam (inert). Material yang bersifat konduktif terdiridari garam-garam yang dapat terurai menjadi ion-ion,seperti nartium klorida, magnesium klorida dan nartiumsulfat. Material yang bers i fat lembam terdiri darimaterial padat yang tidak dapat terurai menjadi ion-iondalam larutan, diantaranya silikon oks ida, tanah liat(kaolin, bentonit) clan semen portland. Oleh karenamaterial tersebut termasuk material kristalin, maka untukmengetahuinya dipergunakan metode penentuan strukturkristal. Dalam penelitian ini, penentuan struktur kristaldibatasi pada srtuktur kristal kubus, clan untukmenentukannya menggunakan suatu algoritma.

Untuk menjalankan algoritma ini memerlukan 3jenis data. Ketiga jenis data tersebut adalah :1. Data fluoresensi sinar x atau mikroskop sapuan

elektron.Data data ini memberi oinformasi unsur yangterkandung pada suatu material

2. Tabel Hanawalt.Data yang berisi nama senyawa kimia clan strukturkristal

3. Data difraksi sinar x.Data yang berisi pola difraksi dari suatu material.

Ketiga jenis data tersebut diolah dalam suatualgoritma sehingga diketahui material apa saja yangterdapat dalam kontaminan tersebut.

KESIMPULANAlgoritrna untuk memprediksi kristal kubus

pada suatu material dapat diterapkan untuk menelitikontaminan tak-larut yang berasal dari isolator garduinduk Petro-Gresik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

material tersebut mengandung FeD, y-Fe2D3, CaD, Sia2,CaS, Fe3S2, Fe3D4, Fe3S4, dan ZnFe2D4.

ALGORITMAAlgoritma prediksi struktur kristal kubus adalah

sebagai berikut :1. Tentukan unsur kimia apa saja yang terkandung pada

material.2. Berdasarkan data yang diperoleh dari langkah 1,

prediksikan senyawa kimia yang terkandung padamaterial.

3. Pilih senyawa kimia prediksi yang berstruktur kristalkubus pada Tabel Hanawalt.

4. Oari Tabel Hanawalt, untuk setiap senyawa kimia

prediksi hitung dhkJ dan 2 () dengan menggunakanpersamaan :

(1)

DAFTARPUSTAKA[1]. Ito, S., Influence of Non-Soluble Contaminants on

Withstand Voltage of Artificially ContaminatedInsulators, 8-th International Symposium on HighVoltage Engineering, 1993, 121-124.

[2]. Cullity B.D., Element of X-Ray Diffraction,addison-Wesley, London, 1959.

[3]. Joint Commitee on Powder Diffiaction Standards,Powder Diffiaction File: Alphabetical IndexInorganic Compound, Pensylvania, USA, 1978.

[4]. Joint Commitee on Powder Diffiaction Standards,Powder Diffiaction File: Set 1 -23, Pensylvania,USA, 1978

e = arc sin -.J {IJ(2dhkU} (2)

Bandingkan antara 20 (hasil perhitungan) denan 20(data difraksi).Berdasarkan beda 20 yang telah ditetapkan dapatdiketahui apakah material mengandung senyawakimia prediksi.

~I 2S A~ 1111 91

p~ A~ p~ ~ ~ ~ U..t../. ~ Td-L.,...;t ~ H~ t~ G l.. t...i../t

T~H~.~N~.

Tabel1. Data fluoresensi sinar x kontaminan tak- larutisolator Gardu Induk Petro-Gresik Tabel3 Set hkl untuk fasa-fasa pada struktur

kubus d~n!ukkan pada.No. Nama UnsurCaSiZnFeSSr

%-berat51,6931,20~3,08

~0.30

No ks110

110

III

200210211

kpm kpb mtan23456

110III200

III200

211

Tabel2. Senyawa kimia prediksi kontaminan tak-larutisolator Gardu Induk Petro Gresik.

220

221

310

311

222

320

321

220 220 220

Oksida No. File FasaKubus

ksksksksksJ5£!!!-

~~kpb

310311'222

3116-6154-7554-7774-35 98-4646-71019-62916-713

22-1012

«-

Hanawalt4,3078,350

4,81057,18

5,69485,4178,3969,876

8,4411

4-

Hanawalt

18,550569,7225

23,140151,552932,430729,343970,492897,535471,2522

222

321

FeO

yFez 0)CaOSiOzCaSFe) SzZnS

Fe) 04ZnFez

04

400

322

330

331420

421332

400 400 400

330331420

331

2345678910

II

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

2526

27

28

2930

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

420

332

422430431333

422 422 422

431333 333

432521 521

440441433531442610532

440 440 440

( 433531442

531442

532

620 620 630 620

Gambar 1 Data difraksi Sinar X kontaminan tak-larutisolator gardu induk Petro-Gesik

~I 2S A~ 1'1'1'192

p~ A~ p~ ~ ~ K..l.o4 u~ ~ T~-l..M.t ~ H~ I~ GMk 1...l../LT~ H~, ~ N...t.,..

~, zs A~ 1'i'i'i 93

p~ A~ p~ ~ ~ K../,..,. U~ ~ 1""-L.,...:t ~ H~ ,~ G k I...l.-"1~ H..ir-. E fi N~.

Tabel11. Data 28 (perhitungan dan percobaan)senyawa kimia prediksi Fe3S4

~, 2S A~ 111194

DAFTAR ISIPENERAPAN ALGORITMA PREDIKSI STRUKTUR KRISTAL KUBUS UNTUK KONT AMINAN T AK-LARUT P ADA MATERIAL ISOLATOR GARDU INDUKABSTRAKPENDAHULUANALGORITMAHASIL DAN PEMBAHASANKESIMPULANDAFTAR PUSTAKA

3: Ke Daftar Isi