PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem tenaga listrik membutuhkan keseimbangan yang terusmenerus, energi pada penggerak awal dengan beban listriknya agardapat beroperasi dengan stabil. Beban listrik terus bervariasiseperti misalnya beban penerangan, peralatan listrik, atau motor-motor listrik. Perubahan sebuah beban mungkin relative kecildibandingkan sistem tenaga listrik secara keseluruhan tetapisetiap kali beban bertambah atau berkurang harus diikuti denganperubahan daya pada penggerak awal generator. Jika daya mekanikpada poros penggerak awal tidak dengan segera menyesuaikan denganbesarnya beban listrik maka frekuensi dan tegangan akan bergeserdari posisi normal. Keadaan yang lebih buruk dapat terjadiapabila ada pada sistem seperti pada saluaran transmisi/SistemDistribusinya, hilangnya pembangkitan atau beban yang besar.

Pada sisi pembangkit, adanya peralatan kontrol seperti governorpada turbin dan regulator tegangan diharapkan dapat mengembalikantegangan dan frekuensi ke posisi normal atau masih dalam batas-batas yang dapat diterimaApabila terjadi ketidakstabilan padabagian pembangkit listrik dapat mengakibatkan terganggunyakontinuitas pelayanan daya pada sebagian atau bahkan ke seluruhkonsumen.

Beberapa kondisi yang menyebabkan sistem pembangkit menjaditidak stabil antara lain gangguan hubung singkat pada salurantransmisi, pelepasan beban generator, perubahan beban secaratiba-tiba atau switching saluran. Untuk jenis gangguan ini,terkadang memerlukan tindakan lebih anjut yang cepat agar tidakterjadi pemadaman total (blackout), dan membuat sistem kembalistabil serta bekerja secara optimal. Salah satu tindakan yangdilakukan adalah melakukan pelepasan beban (load shedding) secara

1

bertahap.

GEJALA MEDAN TINGGI

Lingkup studi tegangan tinggi sangat luas, antara lain meliputifenomena tegangan tinggi, seperti perhitungan medan elektrik,gejala tembus listrik dielektrik, metode pembangkitan danpengukuran tegangan tinggi, teknik isolasi, system isolasi, trafopembangkit, jaringan SUTET, prosedur pengujian dll, 

1. IOSINASI DAN MEKANISME KEGAGALAN

1.2 Proses Dasar Ionisasi

Udara ideal adalah gas yg hanya terdiri dari molekul-molekul netral,sehinggatidak dapat mengalirkan aruslistrik.Tetapi dalam kenyataannya,udara ygsesungguhnyatidak hanya terdiri dari molekul-molekul netral sajatetapi adasebagian kecil dari padanya berupa ion-ion danelectron-elektron bebas,yg akanmengakibatkan udara dangas mengalirkan arus walaupun terbatas.Kegagalan listrikyg terjadi di udara atau gas pertama-tama tergantungdari jumlah electron bebas yg ada di udara atau gastersebut.Konsentrasi electron bebasini dalam keadaannormal sangat kecil dan ditentukan oleh pengaruhradioaktif dariluar.Pengaruh ini dapat berupa radiasi

2

ultra violet dari sinar matahari,radiasiradioktif daribumi,radiasi sinar kosmis dari angkasa luardan sebagainya,ygkesemuanya dapat menyebabkanudara terionisasi.Jika diantara elektroda (gambar 1.10diterapkan suatu tegangan V,maka akantimbul suatu medanlistrik E yg mempunyai besar dan ara tertentu.Di dalammedanlistrik,electron-elektron bebas akan mendapatenergy yg cukup kuat,sehingga dapatmerangsang timbulnyaproses ionisasi.

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2 IONISASI DAN PROSES KEGAGALAN DI UDARA/GASUdara dan gas termasuk bahan isolasi yg banyak digunakanuntuk mengisolasi peralatan listrik tegangantinggi.Isolasi berfungsi memisahkan dua ataulebih penghantarlistrk yg beregangan,sehingga antarapenghantar-penghantar tersebuttidak terjadi lompatanlistrik (flashover) atau percikan (sparkover).Bahanisolasi akan mengalami pelepasan muatan yang merupakan

3

bentukkegagalan listrik apabila tegangan yang diterapkanmelampaui kekuatan isolasinya.Kegagalan yang terjadi padasaat peralatan sedang beroperasi bisamenyebabkankerusakan alat sehingga kontinuitas sistemterganggu.Udara merupakan bahanisolasi yang banyakdigunakan pada peralatan tegangan tinggi misalnyapadaarrester sela batang yang terpasang di salurantransmisi, selain itu udara jugadigunakan sebagai mediaperedam busur api pada pemutus tenaga (CB=CircuitBreaker). Sementara bahan isolasi cairbanyak digunakan sebagai isolasi dan pendingin pada trafokarena memiliki kekuatan isolasi lebih tinggi. Hasilpengujianmenunjukkan bahwa nilai tegangan tembus yangterjadi pada media isolasi udaradan minyak cenderungmeningkat seiring pertambahan jarak sela. Selain itujugadilakukan pengujian pada minyak bekas dan minyakbaru. Hasil pengujianmenunjukkan tegangan tembus padaminyak baru lebih tinggi daripada minyak bekas dantegangan tembus isolasi udara lebih kecildaripada tegangan tembusminyak.Untuk tegangan yg semakintinggi diperlukan bahan isolasi yg mempunyai kuatisolasiyg lebih tinggi.Apabila tegangan tegangan yg diterapkanmencapaiketinggian tertentu,maka bahan isolasi tersebutakan mengalami pelepasan muatan(lucutan,discharge),ygmerupakan suatu bentuk kegagalan listrik.Kegagalaninimenyebabkan hilangnya tegangan dan mengalirnya arusdalam bahan  isolasi.Dalam proses pelepasan listrik ada beberapamekanisme pembangkitan ataukehilangan ion,baik dalambentuk tunggal,maupun dalam bentuk kombinasi.Prosesdasarpelepasan gas meliputi antra lain :

a. Pembangkitan ion dengan cara benturan,(collision) Elektron,fotoionisasi,ionisasi

4

oleh benturan ion-positif,ionisasi termal,pelepasan (detachament)

electron kumulatif,dan efek γ sekunder b. Kehilangan ion dengan cara pengabungan

(attachement) electron,rekombinasidan difusi.

2. Partial Discharge dan Kegagalan Bahan Isolasi

Partial discharge (peluahan parsial) adalah peristiwapelepasan/loncatan bunga api listrik yang terjadi pada suatubagian isolasi (pada rongga dalam atau pada permukaan) sebagaiakibat adanya beda potensial yang tinggi dalam isolasi tersebutPartial discharge dapat terjadi pada bahan isolasi padat, bahanisolasi cair maupun bahan isolasi gas. Mekanisme kegagalan padabahan isolasi padat meliputi kegagalan asasi (intrinsik), elektromekanik, streamer, thermal dan kegagalan erosi. Kegagalan padabahan isolasi cair disebabkan oleh adanya kavitasi, adanyabutiran pada zat cair dan tercampurnya bahan isolasi cair. Padabahan isolasi gas mekanisme townsend dan mekanisme streamermerupakan penyebab kegagalan. Dari uraian di atas menunjukkanbahwa kegagalan isolasi ini berkaitan dengan adanya partialdischarge.

Pengukuran partial discharge pada peralatan tegangan tinggimerupakan hal yang sangat penting karena dari data data yangdiperoleh dan interpretasinya dapat ditentukan reability suatuperalatan yang disebabkan oleh penuaan (agging) dan resikokegagalan dapat dianalisa. Spesifikasi pengujian partialdischarge tergantung pada tipe peralatan tes dan bahan isolasiyang digunakan pada proses konstruksi suatu peralatan.

Adanya partial discharge di dalam bahan isolasi dapat ditentukandengan tiga metode yaitu : dengan pengukuran tegangan pada objek,dengan pengukuran arus di dalam rangkain luar dan mengukur

5

intensitas radiasi gelombang elektromagnetik yang disebabkankarena adanya partial discharge.

Mekanisme Kegagalan Bahan Isolasi Padat

Mekanisme kegagalan bahan isolasi padat terdiri dari beberapajenis sesuai fungsi waktu penerapan tegangannya. Hal ini dapatdilihat sebagai berikut :

Uraian masing masing jenis kegagalan pada bahan isolasi padatadalah :

Kegagalan asasi (intrinsik) adalah kegagalan yang disebabkanoleh jenis dan suhu bahan ( dengan menghilangkan pengaruhluar seperti tekanan, bahan elektroda, ketidakmurnian,kantong kantong udara. Kegagalan ini terjadi jika teganganyang dikenakan pada bahan dinaikkan sehingga tekananlistriknya mencapai nilai tertentu yaitu 106 volt/cm dalamwaktu yang sangat singkat yaitu 10-8 detik

Kegagalan elektromekanik adalah kegagalan yang disebabkanoleh adanya perbedaan polaritas antara elektroda yangmengapit zat isolasi padat sehingga timbul tekanan listrikpada bahan tersebut. Tekanan listrik yang terjadimenimbulkan tekanan mekanik yang menyebabkan timbulnya tarikmenarik antara kedua elektroda tersebut. Pada tegangan106 volt/cm menimbulkan tekanan mekanik 2 s.d 6 kg/cm2.Tekanan atau tarikan mekanis ini berupa gaya yang bekerja

pada zat padat berhubungan dengan Modulus Young 

Dengan rumus Stark dan Garton   

Jika kekuatan asasi (intrinsik) tidak tercapai pada  , makazat isolasi akan gagal bila tegangan V dinaikkan lagi. Jadi

6

kekuatan listrik maksimumnya adalah  . Dimana :

F :gaya yang bekerja pada zat padat, D L: pertambahan panjang zatpadat L:panjang zat padat, A:pertambahan zat yang dikenai gaya,d0:tebal zat padat sebelum dikenai tegangan V, d:tebal setelahdikenai tegangan V dan e 0e r:permitivitas

Kegagalan streamer adalah kegagalan yang terjadi sesudahsuatu banjiran (avalance). Sebuah elektron yang memasukiband conduction di katoda akan bergerak menuju anoda dibawahpengaruh medan memperoleh energi antara benturan dankehilangan energi pada waktu membentur. Jika lintasan bebascukup panjang maka tambahan energi yang diperoleh melebihipengionisasi latis (latice). Akibatnya dihasilkan tambahanelektron pada saat terjadi benturan. Jika suatu tegangan Vdikenakan terhadap elektroda bola, maka pada media yangberdekatan (gas atau udara) timbul tegangan. Karena gasmempunyai permitivitas lebih rendah dari zat padat sehinggagas akan mengalami tekanan listrik yang besar. Akibatnya gastersebut akan mengalami kegagalan sebelum zat padat mencapaikekuatan asasinya. Karean kegagalan tersebut maka akan jatuhsebuah muatan pada permukaan zat padat sehingga medan yangtadinya seragam akan terganggu. Bentuk muatan pada ujungpelepasan ini dalam keadaan tertentu dapat menimbulkan medanlokal yang cukup tinggi (sekitar 10 MV/cm). Karena medan inimelebihi kekuatan intrinsik maka akan terjadi kegagalan padazat padat. Proses kegagalan ini terjadi sedikit demi sedikityang dapat menyebabkan kegagalan total.

Kegagalan termal, adalah kegagalan yang terjadi jikakecepatan pembangkitan panas di suatu titik dalam bahanmelebihi laju kecepatan pembuangan panas keluar. Akibatnyaterjadi keadaan tidak stabil sehingga pada suatu saat bahanmengalami kegagalan. Gambar kegagalan ini ditunjukkan

7

seperti :

Kegagalan Termal

Dalam hukum konversi energi :

U0 = U1+U2, dimana : U0 :panas yang dibangkitkan U1 :panas yang disalurkan keluar U2 :panas yang menaikkan suhu bahan atau    dimana : Cv : panas spesifik ; k : konduktivitas termal; d : konduktivitaslistrik E: tekanan listrik.

Pada arus bolak balik terdapat hubungan langsung antarakonduktivitas dengan dengan frekuensi dan permitivitas yaitu : s = w 1e 0 e r dan e r = e r

' + j e r" 

dimana e 0 : konstanta dielektrik dan e r permitivitas relatif.

Karena adanya faktor ini, maka rugi rugi pada medan arus bolakbalik lebih besar dari arus searah. Akibatnya kuat gagal termalpada tegangfan AC lebih kecil daripda kuat gagal termal medanarus DC. Kuat gagal termal untuk medan bolak balik juga menurundengan naiknya frekuensi tegangan.

Kegagalan Erosi, adalah kegagalan yang disebabkan zatisolasi pada tidak sempurna, karena adanya lubang lubangatau rongga dalam bahan isolasi padat tersebut.Lubang/rongga akan terisi oleh gas atau cairan yang kekuatangagalnya lebih kecil dari kekuatan zat padat. Gambarkegagalan isolasi dan rangkaian ekivalennya ditunjukkan olehgambar dibawah ini:

Bentuk Gelombang rongga isolasi

ekivalen padat

Untuk t <<< d yang mecerminkan keadaan sebenarnya, bila rongga

8

terisi gas, maka tegangan pada C1 adalah V1= e r. t/dt Va

dimana :

C1 : Kapasitansi rongga yang tebalnya t C2 :Kapasitansi rongga yang tebalnya d V1 :Tegangan pada rongga Va :Tegangan terminal e r :Permitivitas relatif zat isolasi padat

Jika tegangan AC yang dikenakan tidak menghasilkan kegagalan,maka bentuk gelombang yang terjadi pada rongga adalah V1, tetapijika V1 cukup besar, maka bisa terjadi kegagalan pada teganganV1'. Pada saat terjadi lucutan dengan tegangan V1' maka padarongga tersebut terjadi busur api. Busur api yang terjadidiiringi oleh jatuhnya tegangan sampai V1" dan mengalirnya arus.Busur api kemudian padam. Tegangan pada rongga naik lagi sampaiterjadi kegagalan berikutnya pada tegangan V1'. Hal ini jugaterjadi pada setengah gelombang (negatif) berikutnya. Rongga akanmelucut pada waktu tegangan rongga mencapai -V1'. Pada waktu gasdala rongga gagal, permukaan zat isolasi padat merupakan katoda -anodadengan bentuk yang ditunjukkan seperti berikut:  

 Bentuk Gas dalam rongga saat mengalami kegagalan

Benturan elektron pada anoda mengakibatkan terlepasnya ikatankimiawi pada isolasi padat tersebut. Demikian pula pembomankatoda oleh ion ion positif akan mengakibatkan kenaikan suhu yangmenyebabkan ketidakstabilan termal, sehingga dinding zat padatlama kelamaan menjadi rusak, rongga menjadi semakin besar danisolasi menjadi tipis. Hubungan antara tegangan lucutan dan umur

dinyatakan dengan   dimana : Vi : tegangan dimana mulaiterjadi lucutan, Va : tegangan yang diterapkan n : nilai antara 3dan 10 dan A adalah konstanta.

9

Mekanisme Kegagalan Isolasi Zat Cair

Jika suatu tegangan dikenakan terhadap dua elektroda yangdicelupkan kedalam cairan (isolasi) maka terlihat adanya konduksiarus yang kecil. Jika tegangan dinaikkan secara kontinyu makapada titik kritis tertentu akan terjadi lucutan diantara keduaelektroda. Lucutan dalam zat cair ini akan terdiri dari unsur-unsur sebagai berikut :

1. Aliran listrik yang besarnya ditentukan oleh karakteristikrangkaian

2. Lintasan cahaya yang cerah dari elektroda yang satu keelektroda yang lain.

3. Terjadi gelembung gas dan butir butir zat padat hasildekomposisi zat cair

4. Terjadi lubang pada elektroda

1. Kegagalan Elektronik pada Zat Cair

Jika elektroda memiliki bagian permukaan tidak rata (ada yangruncing) maka kuat medan yang terbesar terdapat pada bagian yangruncing tersebut. Kuat maksimum ini akan mengeluarkan elektron e1yang akan memulai terbentuknya banjiran elektron. Elektron yangdihasilkan e1, e2, e3 dan en yang kemudian akan menyebabkantimbulnya arus konduksi dalam zat cair pada kuat medan yangtinggi. Arus yang timbul mempunyai kerapatan (Schottky) :

dimana :

J : kerapatan arus konduksi; J1: kerapatan arus termionik;Ea :kuat medan yang diterapkan; m : faktor ketidakrataanpermukaan (=10 untuk permukaan halus) 

10

 

Kondisi mulai terjadinya banjiran elektron, dip[eroleh denganmenyamakan perolehsn energi oleh elektron yang menempuh lintasanrata-rata yaitu U1 = F l = e E l , dengan energi untukmengionisasi molekul U2 = C.h dimana E : kuat medan yangditerapkan, l : lintasan bebas rata rata, h : catu (kuantum) energi yangdiperlukan untuk mengionisasikan molekul dan C : konstanta.

2. Kegagalan gelembung atau Kavitasi pada Zat Zair

Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalanisolasi zat cair yang disebabkan oleh gelembung-gelembung gasdidalamnya. Sebab sebab timbulnya gelembung gas ( Kao dan Krasucki)adalah :

o Permukaan elektroda tidak rata, sehingga terjadikantong kantong udara dipermukaannya

o Adanya tabrakan elektron sehingga terjadi produk-produkbaru berupa gas

o Penguapan cairan karena adanya lucutan pada bagianbagian elektroda yang tajam dan tidak teratur

o Zat cair mengalami perubahan suhu dan tekanan

Medan listrik dalam gelembung gas yang ada dalam isolasi zat

cair   dimana e 1 adalah permitivitas zat cair dan E0 adalah medanlistrik dalam zat cair tanpa gelombung.

Bila Eb sama dengan batas medan ionisasi gas, maka akan terjadilucutan pada gelombung. Hal ini akan mempercepat pembentukan gaskarena dekomposisi zat cair dan dapat mengakibatkan kegagalanisolasi. Bentuk pengaruh medan terhadap gelembung udara

11

ditunjukkan pada gambar-6.

 

Pengaruh Medan terhadap gelembung udara

Karena pengaruh medan yang kuat diantara elekroda maka gelobunggelombung udara dalam cairan tersebut akan berubah menjadimemanjang searah dengan medan. gelembung gelembung tersebut akansaling sambung menyambung dan membentuk jembatan yang akhirnyaakan mengawali terjadinya kegagalan seperti dalam gambar: 

Kekuatan gagal medan gelombung

Kekuatan gagal medan gelembung adalah : 

dimana e 1 dan e 2 adalah permitivitas zat cair dan permitivitas gelembung , r jari jari awal gelembung (dianggap bola), Vb jatuh tegangan dalam gelembung dan   adalah gaya tegang (tension) permukaan zat cair.

3. Kegagalan Bola Cair dalam Zat Cair

Jika suatu zat isolasi cair mengandung sebuah bola cair atau jenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibat ketidakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik. Bola cairyang dikenai medan E akan beruabah bentuk menjadi sferoida seperti ditunjukkan dalam gambar berikut dengan medan di dalamnyasebesar E2, maka hubungan antara kedua medan

adalah :  dan 

e 1 permitivitas zat cair isolasi dan e 2 adalah permitivitas zatcair 

12

 

Gambar-8 Medan listrik bentuk sferoida

4. Kegagalan Butiran Padat dalam Zat Cair

Kegagalan ini disebabkan oleh adanya butiran (particle) didalambahan isolasi yang akan menyebabkan terjadinya kegagalan sepertiyang ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Besarnya gaya yang bekerja pada butiran dalam medan tak homogen(Kok) :

dimana : R jari jari butiran dan E gradien tegangan

Kegagalan butiran Padat

Jika e 2 > e 1, maka arah gaya yang bekerja pada butiran searahdengan tekanan listrik maksmum (FA) sehingga gaya akan mendorongbutiran ke arah bagian yang kuat dari medan. Jika e 2 < e 1, maka arah gaya berlawanan dengan tekanan listrikmaksimum (FB). Gaya F ini akan besar bila e 2 besar. Untukbutiran penghantar e 2 ® ¥ sehingga F=1/2 R3 grad.E2.

Untuk medan yang seragam, medan poaling kuat ditempat yangseragam, disini grad.E2=0. Oleh sebab itu butiran akan tertarikke tempat dimana medannya seragam. Akibatnya butiran akan sejajardiantara kedua elektroda dan seolah olah membentuk jembatan yangmengawali terjadinya kegagalan isolasi. Adanya butiran penghantardiantara elektroda akan mengakibatkan pembesaran medan dalam zatcair didekat permukaan butiran. Pembesaran medan ini ditentukan

13

oleh bentuk butiran.

5. Kegagalan Campuran Zat Cair-Padat

Kegagalan isolasi cair-padat (isolasi kertas dicelup dalamminyak) biasanya disebabkan oleh pemburukan. Pemburukan yangdapat menyebabkan kegagalan isolasi cair-padat yaitu :

o Pemburukan karena pelepasan dalam (internal discharge)

o Pemburukan elektro-kimiawi

Jika campuran dielektrik zat cair-padat memiliki kekuatan gagalyang berbeda beda maka jika tegangan listrik dinaikkan, akanterjadi kegagalan pada zat yang paling lemah. Hal ini dapatmengakibatkan kegagalan parsial (partial discharge). Pelepasanini mengakibatkan pemburukan perlahan lahan karena :

1). Disintegrasi dielektrik padat yang diakibatkan pemboman olehelektron dan ion yang dihasilkan. 2). Aksi kimiawi pada dielektrik karena ionisasi gas 3). Suhu tinggi di daerah pelepasan.

Pemburukan elektro-kimiawi terjadi karena ion-ion yang dibebaskanoleh arus pada elektroda bisa menyebabkan kerusakan. Derajatkerusakan yang terjadi tergantung pada sifat ion yang terbawa danreaksi kimia dengan ionisasi. Kerusakan bisa terjadi padategangan DC maupun AC.

Mekanisme Kegagalan Isolasi Gas

Proses dasar dalam kegagalan isolasi gas adalah ionisasi benturanoleh elektron. Ada dua jenis proses dasar yaitu :

Proses primer, yang memungkinkan terjadinya banjiranelektron

Proses sekunder, yang memungkinkan terjadinya peningkatan

14

banjiran elektron

Saat ini dikenal dua mekanisme kegagalan gas yaitu :

Mekanisme Townsend

Mekanisme Streamer

1. Mekanisme Kegagalan Townsend

Pada proses primer, elektron yang dibebaskan bergerak cepat sehingga timbul energi yang cukup kuat untuk menimbulkan banjiranelektron. Jumlah elektron Ne pada lintasan sejauh dx akan bertambah dengan dNe, sehingga elektron bebas tambahan yang terjadi dalam lapisan dx adalah dNe = a Ne.dx . Ternyata jumlah elektron bebas dNe yang bertambah akibat proses ionisasi sama besarnya dengan jumlah ion positif dN+baru yang dihasilkan, sehingga dNe = dN+ = a Ne.(t).dt; dimana :

a : koefisien ionisasi Townsend dN+: junlah ion positif baru yang dihasilkan Ne : jumlah total elektron Vd : kecepatan luncur elektron

Pada medan uniform, a konstan, Ne = N0, x = 0 sehingga Ne =N0 e a x Jum;lah elektron yang menumbuk anoda per detik sejauh d darikatoda sama dengan jumlah ion positif yaitu N+ = N0 e a

 x

Jumlah elektron yang meninggalkan katoda dan mencapai anodaadalah : 

Arus ini akan naik terus sampai terjadi peralihan menjadipelepasan yang bertahan sendiri. Peralihan ini adalah percikandan   diikuti oleh perubahan arus dengan cepat dimanakarena e a d >> 1 makaÀ 0 e a d secara teoritis menjadi tak

15

terhingga, tetapi dalam praktek hal ini dibatasi oleh impedansirangkaian yang menunjukkan mulainya percikan.

2. Mekanisme Kegagalan Streamer

Ciri utama kegagalan streamer adalah postulasi sejumlah besarfoto ionisasi molekul gas dalam ruang di depan streamer danpembesaran medan listrik setempat oleh muatan ruang ion padaujung streamer. Muatan ruang ini menimbulkan distorsi medan dalamsela. Ion positif dapat dianggap stasioner dibandingkan elektron-elektron yang begerak cepat dan banjiran elektron terjadi dalamsela dalam awan elektron yang membelakangi muatan ruang ionpositif. Medan Er yang dihasilkan oleh muatan ruang ini pada jarijari R adalah :

Pada jarak dx, jumlah pasangan elektron yang dihasilkanadalah a e a x dx sehingga :

R adalah jari jari banjiran setelah menempuh jarak x, denganrumus diffusi R=Ö (2Dt). 

Dimana t = x/V sehiungga   dimana : N : kerapatan ion per cm2, e : muatan elektron ( C ), e 0 :permitivitas ruang bebas, R: jari jari (cm), V : kecepatanbanjiran, dan D : koefisien diffusi.

Lokasi dan Pengukuran Partial Discharge

Partial discharge yang merupakan peristiwa pelepasan/loncatanbunga api listrik pada suatu bagian dari bahan isolasi padat

16

kemungkinan terjadinya meliputi pada :

o Rongga terhubung langsung pada elektroda

o Rongga dalam isolasi

o Rongga yang dipisahkan oleh elektroda

o Permukaan elektroda

o Titik elektroda yang berbentuk kanal

o Rongga isolasi yang berbentuk kanal

3. BAHAYA ELEKTROSTATIS / LISTRIK STATIS

Kata “listrik” dalam bahasa Inggris  electric,  berasaldari bahasa Yunani elektron, yang berarti “amber”. Amberadalah pohon damar yang membatu, dan pengetahuan kunomembuktikan bahwa jika Anda menggosok batang  amber dengansepotong kain, maka amber menarik potongan daun kecil-kecil  atau debu. Batang karet keras, batang kaca, ataupenggaris plastik, jika digosok dengan sepotong kain jugaakan menunjukkan “efek amber” atau  listrik statissebagaimana yang kita sebut sekarang. Barangkali  Andatelah  memiliki pengalaman tentang listrik statis yakniketika  Anda menyisir rambut kering, atau ketika menyetrikabaju nilon. Pada setiap kasus tadi, suatu benda  menjadi“bermuatan” listrik karena proses gosokan dan dikatakanmemiliki muatan listrik.Listrik statis adalah Apakah seluruh muatan listrik sama?Atau mungkinkah terdapat lebih dari satu jenis?

Arus dapat mengalir melalui seorang individu pada kondisitertentu, tergantung pada seberapa baik tubuh dapat menerimalistrik.

17

-        Ketika Anda berdiri di atas permukaan yang tidakmenghantarkan listrik (non-konduktif), misalnya tikar karpet makaAnda tidak akan merasa dampak listrik statis. Namun, jika adayang berkeringat lalu berdiri di dalam air, hal ini dapatberakibat fatal, listrik statis akan terjadi dalam tubuh Anda,bahkan bisa meninggal dunia.

-        Lamanya waktu arus mengalir melalui tubuh:Semakin lama kontak listrik, semakin besar arus, dan

sengatan pun akan semakin besar.-        Jalan arus ketika mengalir ke seluruh tubuh:

Jalan yang paling berbahaya adalah melalui organ-organvital.

Contoh Bahaya Listrik Statis :1)     Petir

(Seperti yang sudah kita bahas sebelumnya, yaitu tentangpengosongan muatan dan juga disertai cara menanggulanginya).

2)     Percikan ApiSeringkali benda menjadi berbahaya ketika bermuatan listrik.Putaran ban pada saat mobil truk berjalan menghasilkan muatannegative yang diperoleh dari gesekan ban dengan jalan. Bagianbadan logam mobil yang berdekatan dengan ban menjadi bermuatanpositif dengan cara induksi. Hal ini dapat menimbulkan percikanapi. Percikan api ini dapat membakar muatan mobil yang mudahterbakar seperti bensin. Untuk menghindari peristiwa tersebut,truk pengangkut bensin atau bahan yang mudah terbakar lainnyadilengkapi dengan sepotong logam di bagian belakang mobil yangmenyentuh tanah. Logam ini menghantarkan electron dari tanahuntuk menetralisir muatan positif yang ada di badan logam mobilsebelum terjadi percikan api.

3)     Resiko sengatan listrik

18

4)     Bahaya Listrik Statis di PesawatListrik statis pesawat dibuang ke semua ujung dari struktur badanpesawat yaitu di atap sayap dan ekor bentuknya seperti penangkalpetir berbentuk logam mencuat dan memanjang instrument pesawatsudah diproteksi sedemikian rupa tetapi bisa juga terjadiwalaupun hanya berupa visual. Visual ini terlihat jika pesawatberada di ketinggian 30000 feet ke atas dan altimeter set ke29.92Hg, partikel bebas dan ion2 di udara akan terkena gesekanbody pesawat dan radiasi elektromagnetik dari sinyal HP akanmeningkatkan sekian persen radiasi didalam pesawat, dimana sinyalHP akan dianggap sebagai radiasi dan diserap oleh struktur bodydan dibuang ke setiap ujung badan pesawat, hal ini bisamengakibatkan ujung-ujung pembuangan elektrostatis berpendar danmenyala sepeti kilat kecil. Hal ini memang tidak berbahaya, namunjika frekuensi HP sama dengan pesawat hal ini dapat menyebabkanmesin pesawat mati.

5)     Bahaya Listrik Statis di SPBUSering terjadi kebakaran di SPBU akibat kecerobohan manusia.Untuk menghindari hal ini jangan sekali-kali masuk kembalikedalam kendaraan Anda saat pengisian bensin sedang berlangsung.Jika Anda memang terpaksa harus masuk kembali kedalam kendaraanAnda saat bensin dipompa, pastikan Anda keluar, menutup pintusambil menyentuh logam, sebelum Anda menarik nozzle keluar. Dengancara ini listrik statis dari tubuh Anda akan dibuang sebelum Andamenarik keluar nozzle.

6)     Bahaya Listrik Statis di Rel Kereta ApiRoda KA dari baja berjenis ferritic, mempunyai medan magnet yangsangat kuat. Medan magnet inilah yang dapat mengakibatkan mesinkendaraan mati di tengah rel kereta api. Biasanya kendaraan yangmudah mati adalah kendaraan berbahan bakar bensin karenakendaraan berbahan bakar bensin masih menggunakan platina danCDI. Jika terkena medan magnet, maka pengapiannya akanterpengaruh sehingga mesin bisa mati. Sedangkan solar berbeda.Selain accunya di atas 12 volt juga tidak menggunakan platina.

19

Daftar Pustaka

Halliday, dkk. 1978. Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga. Jakarta: ErlanggaJatmiko, B. 2004. Listrik Statis. [Online]. Tersedia:http://azkamiru.files.wordpress.com/2010/01/fis-20_listrik_statis.pdfKanginan, M. 2006. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: ErlanggaLarson, A. 2006. Static Electricity Hazards. [Online]. Tersedia:http://www.ohiobwc.com/downloads/blankpdf/SafetyTalk-StaticHazards.pdfTipler, P.A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.http://file.upi.edu/Direktori/DUAL MODES/KONSEP_DASAR_FISIKA/BBM_10_(Listrik_Statis)_KD_Fisika.pdfhttp://staff.uny.ac.id/sites/default/files/diktat%20teknik%20pelapisan_0.pdfhttp://erabaru.net/iptek/55-iptek/31138-mencegah-listrik-statis-dalam-kehidupan-sehari-harihttp://indohse.web.id/joomla/joomla-overview/34-kebakaran/47-penanganan-listrik-statis-pada-area-atmosfir-mudah-terbakar-flammable-areahttp://elektronikadasar.info/listrik-statis.htmhttp://www.metallux.de/uploads/pics/Electrotstatics-References-Metallux-Resistors-Control-electrostatic-charges.jpg

20

21