Muammar Fuadi03041381320041

UJIAN TENGAH SEMESTER MATA KULIAH TEKNIK TEGANGAN TINGGI

1. Jelaskan contoh dan cara kerja peralatan isolasi tegangan tinggi bentuk padat,

cair, dan gas!

Isolasi Padat

Porselen

Porselen merupakan isolator yang berbahan dasar tanah liat yang mengandung

aluminium silikat. Setelah itu aluminium ini direaksikan dengan plastic kaolin,

feldspar, kwarsa dan campuran ini dipanaskan pada tempat dengan suhu tertentu yang

diatur. Persentase dari jenis jenis bahan baku nya adalah 50% tanah liat, 25%

feldspar, 25% kwarsa. Bentuk fisik isolator ini harus keras, bebas dari rembes dan

permukaannya harus licin agar dapat menjadi isolator yang baik. Porselen ini

memiliki sifat menyerap pada bahan isolator yang nantiny dapat menurunkan

kekuatan dielektrik. Dan adanya kotoran atau gelembung udara akan mempengaruhi

kekuatan dielektrik, yaitu mengakibatkan penurunan kekuatan dielektrik.

Jika bahan porselen ini diproduksi dalam keadaan suhu yang rendah, maka

sudat mekaniknya akan menjadi lebih baik. Namun bahan ini akan menjadi kurang

baik dalam hal lain, karena dapat bersifat menyerap air ketika digunakan. Padahal,

untuk menjadi isolator yang baik harus memiliki sifat tidak menyerap air atau kering.

Sebaliknya jika diproduksi dalam keadaan suhu yang tinggi maka porselen akan

bebas dari sifat menyerap air, namun memiliki kekurangan yaitu rapuh. Didalam

pembuatan isolator perlu dirancang sedemikian rupa sehingga antara kekuatan

dielektrik, sifat rembesan terhadap air dan suhu tempat pengeringannya lebih

seimbang.

Muammar Fuadi03041381320041

Secara mekanis isolator porselen ini memiliki dielektrik kurang lebih 60.000

V/cm, sedangkan tekanan dan kuat regangannya adalah sebesar 70.000 kg/cm2 dan

500 kg/cm2. Adapun beberapa sifat isolator Porselen :

Massa jenisnya berkisar antara 2,3 hingga 2,5 g/cm3

Koefisien muai panjang 3.10-6 hingga 4,5.10-6 per derajt Celcius.

Kekuatan tekan 4000 hingga 6000 kg/cm2

Kekuatan tarik 300-500 kg/cm2 yang menggunakan pelapis . 200-300 kg/cm2

yang tanpa pelapis.

Kekuatan tekuk 80 hingga100 kg/cm2. poerselin lebih regas daripada kaca.

Tegangan tembus berkisar antara 10 hingga 30 kV/mm

Resistivitas 10"11 hingga 10 pangkat 14 ohmcm.

Permitivitas berkisar antara 6 hingga 7

Sudut kerugian dielektrik akan naik jika suhu dinaikkan.

Isolasi Cair

Minyak Transformator

Minyak transformator adalah cairan yang dihasilakn dari proses pemurnian

minak mentah. Minyak isolator merupakan salah satu bahan isolator cair yang di

gunakan sebagai isolasi dan sebagai pendingin pada transformator. Oleh karena itu,

kemampuan yang dimiliki minyak transformator diharapkan dapat melindungi

transformator dari gangguan. Bahan isolasi cair juga digunakan sebagai bahan pengisi

pada beberapa peralatan listrik. Sebagai contoh transformator, pemutus beban,

rheostat. Isolasi cair biasanya digunakan sebagai isolator sekaligus sebagai pendingin

pada suatu peralatan.

Agar minyak transformator bekerja sebagai pendingin dengan baik, maka

tingkat viskositas atau kekentalannya harus tidak terlalu tinggi agar dapat dengan

mudah bersirkulasi di dalam tangki sehingga minyak tersebut dapat mendinginkan

transformator dengan lebih baik. Namun seiring dengan waktu penggunaan, aka ada

Muammar Fuadi03041381320041

saatnya ketika minyak transformer digunakan terus menerus akan menurunkan

tingkat kekentalannya sehingga tidak dapat mendinginkan transformator dengan

maksimal.

Minyak transformator mempunyai unsur atau senyawa hidrokarbon yang

terkandung dalam minyak transformator, yaitu :

Senyawa hidrokarbon parafinik.

Senyawa hidrokarbon naftenik.

Senyawa hidrokarbon aromatik.

Isolasi Gas

Gas Sulfhur Hexa Florida

Cara kerja gas ini adalah dengan cara di kompres dan disimpan di sebuah

tempat yaitu didalam reservoir. Namun selama pengoperasian, gas sulfhur hexa

florida ini berbentuk sangat padat lalu dilepaskan melalui busur dan dikumpulkan lagi

untuk reservoir tekanan yang lebih rendah. Setelah terkumpul, gas ini akan ditekan

kembali ke reservoir bertekanan tinggi untuk digunakan kembali.

Namun, ada sedikit perbedaan cara kerja gas SF6 ini jika dibandingkan dengan

era modern. Adanya inovasi desain puffer membuat pengoperasian gas sulfur hexa

florida lebih mudah. Dalam desain ini, jenis energy busur digunakan untuk

mengembangkan tekanan yang terdapat pada ruang busur yang berfungsi untuk

memadamkan busur. Disni ada dua kontak tetap yang dilengkapi dengan celah kontak

tertenu dan sebuah silinder jembatan yang dapat bergeser ke kontak tetap. Juga

silinder aksial yang dapat di geser ke atas dan kebawah di sepanjang kontak. Lalu ada

satu seher tetap dalam silimder sedimikian rupa sehingga tidak dapat mengubah

posisisnya selam gerakan silinder.

Ketika silinder bersegeser ke bawah sedangkan posisi seher tetap, maka

volume dalam silinder akan berkurang dan menghasilkan kompresan gas SF6 di

dalam silinder tersebut. Ketika silinder bergerak kebawah, lubang ventilasi akan

bergerak mendekati kontak yang tetap di bagian atas, setelah itu gas SF6 dalam

Muammar Fuadi03041381320041

silinder akan dikompres akan keluar melalui lubang ventilasi tadi dengan kecepatan

tinggi. Lalu, busur dapat dipadamkan selama ada aliran gas SF6 ini. Sifat sulfur hexa

florida ini adalah tidak terbakar, tidak terlarut dalam air, tidak beracun, tidak

berwarna, dan tidak berbau. SF6 juga merupakan bahan isolasi gas yang baik. Jika

dibandingkan dengan udara nilai tahanan gas ini bernilai 2,5 kali dari kemampuan

isolasi udara.

Gas ini cocok digunakan untuk pemadam karena dalam pembentukan gas ini

timbul panas yang berarti dalam pemisahan gas sulfur hexa flourida ini membutuhkan

panass dari sekelilingnya sebesar 262.000 kal/mol. Hal ini juga dapat digunakan pada

peralatan listrik yang menimbulkan panas seperti sakelar pemutus beban.

Muammar Fuadi03041381320041

2. Jelaskan contoh dan cara kerja peralatan pembangkit tegangan tinggi!

1. Regulator Tegangan

Regulator Tegangan ini digunakan untuk mengatur tegangan yang akan masuk

ke transformator. Input masukannya dapat berupa tegangan AC 220 V satu fasa.

Sedangkan keluarannya dapat berupa tegangan AC yang nilainya dapat divariasikan

antara 0 sampai 220 V. Keluaran dari regulator tegangan ini akan menuju ke

transformator. Cara kerja regulator tegangan dapat di lihat dari gambar dibawah ini:

Resistor R1 dan R2 berfungsi sebagai resistor pembagi tegangan, selain itu

juga berperan sebagai sensor jika adanya perubahan tegangan pada keluaran. Jik

tengangan keluaran turun disebabkan karena turunnya tegangan masukkan atau

bertambahnya nilai arus beban, maka tegangan pada inverting dari OP-Amp otomatis

akan turun karena penurunan tegangan pada resistor. Disini OP-Amp berfungsi

sebagai pendeteksi error. Dioda zener digunakan pada kaki positif OP-Amp atau

sebagai masukan di non inverting juga berperan sebagai tegangan acuan yang

nilainya konstan. Selisih nilai tegangan antara inverting dan non inverting akan di

perkuat, sehingga keluaran dari OP-Amp pun akan bertambah, begitu juga yang

terjadi pada kaki basis dari transistor Q1 yaitu tegangan akan bertambah yang

mengakibatkan tegangan pada emitter Q1 juga akan naik sehingga nilai teganan pada

inverting akan sama dengan tegangan pada non inverting. Hal ini untuk menghindari

penurunan tegangan pada keluaran dan agar menjaga tegangna untuk tetap konstan.

Transformator Arus

Muammar Fuadi03041381320041

Trafo digunakan untuk pengukuran arus tegangan tinggi yang besarnya

mencapai ratusan ampere. Karena jika arus yang diukur pada tegangan rendah dan

besarnya dibawah 5 ampere, maka pengukuran dapat digunakan pengukuran langsung

menggunakan multimeter atau sejenisnya. Jika arus dalam jumlah yang besar maka

harus dilakukan secara tidak langsung. Selain itu, trafo ini berfungsi sebagai

pengukuran daya dan energy, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi.

Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB)

Alat ini digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada

saat berbeban, yaitu pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus

gangguan. Pada waktu menghubungkan atau memutus beban akan terjadi tegangan

recovery. Tegangan recovery adalah suatu fenomena tegangan yang berlebih dan

busur api, oleh karena itu sakelar pemutus ini dilengkapi peredam busur api seperti

gas Sulfhur Hexa Fluorida.