Pengukuran Tegangan Tinggi D.C

Pengukuran Tegangan Tinggi D.C

Tegangan tinggi arus searah dapat diukur dengan berbagai

cara :

1.      Pengukuran dengan resistor tegangan tinggi.

Arus yang digunakan untuk pengukuran ini harus sangat

kecil yaitu berkisar 1 mA, dikarenakan batas pembebanan pada

sumber tegangan serta pemanasan pada resistor ukur. Akan

tetapi arus yang kecil mudah terganggu oleh arus – arus galat

berupa arus – arus bocor dalam bahan isolasi dan permukaan

isolasi serta berupa peluahan korona. Konstruksi resistor

tegangan tinggi dibentuk dengan menhubungkan elemen – elemen

resistor secara seri.

Gambar 1. Mengukur tegangan searah dengan suatu resistor seri

atau pembagian resistif.

2.      Pengukuran dengan menghubung seri mikroammeter dengan

resistor.

Tegangan tinggi DC biasanya diukur dengan menghubungkan

tahanan yang sangat tinggi (beberapa ratus megaohm) terhubung

seri dengan microammeter, sebagaimana ditunjukkan pada gambar

2.

Arus I yang mengalir melalui resistansi R diukur oleh

moving coil microammeter. Besar tegangan sumber adalah :

V = I R

Dalam hal ini drop tegangan dalam meter diabaikan, oleh karena

impedansi meter sangat kecil dibanding dengan resistansi seri

R. Peralatan proteksi seperti paper gap, neon glow tube atau

zener diode, merupakan media proteksi bagi microammeter

terhadap tegangan tinggi, ketika R mengalami kegagalan atau

flash over.

Gambar 2.

3.      Pengukuran berdasarkan prinsip generator.

Muatan disimpan dalam kapasitor

kapasintasi C yang diberikan oleh q = CV. Jika kapasitansi

kapasitor bervariasi dengan waktu saat dihubungkan ke sumber

tegangan V, maka arus yang melalui kapasitor adalah :

 

Untuk DC, tegangan

,oleh karena itu,

Untuk ferkuensi

sudut w yang konstan, arus sebanding dengan tegangan yang

diterapkan V. Pada umumnya arus yang dibangkitkan disearahkan

dan diukur oleh moving coil meter. Generating voltmeter dapat

digunakan untuk pengukuran tegangan AC.

4.      Pengukuran dengan Pemakaian Pembagi Tegangan

Untuk mengukur tegangan arus searah yang tinggi dibutuhkan

pembagi tegangan. Alat ini dipakai untuk menurunkan tegangan

yang tinggi menjadi tegangan yang rendah sehinga dapat

disambungkan ke meter atau CRO. Nilai tegangan ini cukup besar

sehingga tidak akan membahayakan alat ukur itu sendiri atau

pemakai. Berdasarkan elemen-elemen yang dipakai, pembagi

tegangan ini dapat dibedakan menjadi :

1. Pembagi tegangan resistif, berisi elemen tahanan.

2. Pembagi tegangan kapasitif, berisi elemen kapasitor.

3. Pembagi tahanan campuran antara resistor dan kapasitor.

 

Pembagi tegangan dengan kabel pelambat

Jenis pembagi tegangan Z1 dan Z2 dapat berupa tahanan,

kapasitor atau campuran RC. Elemen tahanan dan kapasitor bila

diterapkan pada tegangan tinggi selalu terdapat pengaruh

tahanan dan kapassitansi. Selain itu tahanan yang dipakai

harus mempunyai induktansi yang kecil.

Pembagi tegangan berisi tahanan.

Bila Z1 dan Z2 adalah tahanan murni maka Z1 = R1 dan Z2 = R2,

jadi

Bila Z1 dan Z2 adalah kapasitor murni, maka

Pengukuran Tegangan Tinggi A.C

Tegangan tinggi arus bolak balik dapat diukur dengan

berbagai cara :

1.      Sphere Gap

Jika tegangan yang diterapkan melampaui tegangan tembus

statis, maka dalam waktu beberapa μs, sela percik akan

tembus.Selama selang waktu tersebut puncak tegangan jaringan

dapat dianggap konstan.Oleh karena itu tembus dalam gas selalu

terjadi pada puncak tegangan bolak balik frekuensi

rendah.Untuk sela dengan medan yang homogen (waktu peluahan

tembus sangat singkat) perilaku tersebut teramati untuk

frekuensi yang lebih tinggi. Karena itu puncak tegangan bolak

balik dengan frekuensi hingga 500 kHz dapat ditentukan dengan

mengukur besar sela udara atmosfer sewaktu tembus.

Dalam gambar 1 ditunjukkan dua susunan sela bola untuk

pengukuran. Susunan horizontal digunakan untuk diameter D < 50

cm dengan rentang tegangan yang lebih rendah sedangkan untuk

diameter yang lebih besar digunakan susunan vertikal yang

mengukur besar tegangan terhadap bumi.

Untuk memperoleh ketelitian yang tinggi pada pengukuran dengan

sela bola standar perlu diperhatikan hal-hal berikut :

Jarak sela s < D

Jarak sela s > 5 % jari-jari elektroda

Permukaan elektroda tidak boleh berdebu

Elektroda harus licin (jangan dibersihkan dengan

pembersih yang kasar)

Jarak benda di sekitar elektroda > (0,25 + V/300) m

Untuk mencegah osilasi saat terjadi percikan, sebuah

resistor yang tahanannya > 500 ohm diserikan dengan

elektroda bola.

2.      Potential transformer

Trafo ukur adalah trafo stepdown yang dirancang khusus

untuk pengukuran tegangan tinggi.Kumparan tegangan tinggi

dihubungkan ke terminal yang akan diukur, sedangkan kumparan

tegangan rendahnya dihubungkan dengan voltmeter atau alat ukur

tegangan rendah lainnya.Rangkaian pengukuran ditunjukkan pada

gambar berikut :

Jika tegangan voltmeter adalah Vu, maka tegangan tinggi yang

hendak diukur adalah :

Vx = aVu

Dimana a (faktor transformasi trafo ukur)

Sifat- sifat alat ukur ini adalah :

Harganya mahal karena untuk tegangan yang sangat tinggi

serta frekuensi yang relatif rendah (50 Hz) maka

perkalian fluks magnetik dan jumlah lilitan dari belitan

tegangan tinggi menjadi sangat besar

Hasil pengukurannya teliti

Cocok untuk pengukuran di atas 100 kV

Dapat digunakan untuk mengukur tegangan puncak, harga

efektif tegangan, dan menunjukkan bentuk gelombang

tegangan.

3.      Pengukuran tegangan puncak dengan kapasitor ukur

Dalam gambar di atas ditunjukkan suatu rangkaian untuk

mengukur dengan tepat dan secara kontinu nilai puncak tegangan

tinggi bolak balik terhadap bumi.Arus i yang tergantung pada

laju perubahan tegangan u (t) mengalir melalui kapasitor

tegangan tinggi C dan dilalukan menuju bumi melalui dua

penyearah V1 dan V2 yang terpasang antiparalel.Nilai rata-rata

Ī1 dari arus i1 diukur dengan piranti kumparan putar, pada

kondisi tertentu nilai I1 sebanding dengan nilai puncak

tegangan tinggi U.Dengan mengandaikan penyearah ideal maka

pada saat V1 melalukan arus diperoleh persamaan berikut :

untuk t = 0 … T/2

Untuk tegangan yang simetris :

dan dengan T = 1/f maka diperoleh persamaan berikut :

Jika digunakan rangkaian penyearah gelombang penuh

(rangkaian Graetz) sebagai pengganti rangkaian penyearah

setengah gelombang pada gamar tersebut, maka faktor 2 pada

penyebut dalam persamaan di atas harus diganti menjadi 4.Untuk

menurunkan persamaan yang dimaksud maka u(t) tidak dianggap

sinus, meskipun jika digunakan penyearah pasif (terutama dioda

semikonduktor) maka tegangan tinggi yang terukur tidak boleh

memiliki lebih dari satu puncak dalam setengah

periode.Penggunaan penyearah mekanik sinkron atau penyearah

yang dapat dikendali (kontak osilasi, penyearah putar)

memungkinkan pengukuran tegangan bolak balik yang benar dengan

lebih dari sebuah puncak dalam setengah periode.Pemantauan

bentuk tegangan tinggi dengan osiloskop adalah perludan

biasanya dilakukan dengan mengamati arus i1 yang hanya memiliki

sebuah perpotongan dalam setengah periode.

Jika frekuensi f, kapasitansi ukur C dan arus Ī1 dapat

ditentukan dengan teliti maka pengukuran tegangan bolak balik

yang simetris dengan teknik Chubb dan Fortesque dengan rangkaian

yang sesuai sangat teliti dan cocok untuk mengalibrasi piranti

ukur tegangan puncak yang lain [Boeck 1963].Kekurangan metode

ini untuk pengukuran teknis adalah ketergantungan pembacaan

pada frekuensi serta memerlukan pengamatan kurva.

4.      Pembagi tegangan kapasitif

Kini telah dikembangkan beberapa rangkaian penyearah

untuk mengukur puncak tegangan tinggi bolak balik dengan

bantuan pembagi kapasitif. Metode-metode ini lebih

menguntungkan dibanding dengan rangkain Chubb-Furtesque

dikarenakan nilai terukur tidak bergantung pada frekuensi

serta membolehkan pengukuran dengan banyak puncak tegangan

dalam setiap setengah periode.

Dalam gambar di atas menunjukkan rangkaian penyearah

setengah gelombang yang sangat sederhana serta cukup teliti

untuk berbagai penggunaan.Dalam rangkaian ini kapasitor ukur Cm

dimuati hingga bertengangan Û2 yakni nilai puncak dari u

(t).Resistor Rm yang membuang muatan Cm diperlukan untuk

mengatasi penurunan pada tegangan yang diterapkan.

Konstanta waktu yang dipilih bergantung pada respon

rangkaian yang dikehendaki, sehingga resistansi dalam dari

perangkat ukur yang digunakan juga harus

diperhitungkan.Umumnya digunakan nilai kosntanta waktu sebagai

berikut :

RmCm < 1 detik

Akan tetapi, konstanta waktu tersebut harus jauh lebih

besar daripada periode T = 1/f dari tegangan bolak balik yang

diukur sehingga tegangan Um pada Cm tidak cepat menurun dalam

selang waktu pengisian muatan, dalam gambar 4 ditunjukkan

nilai-nilai sesaat dari Um (t).Persyaratan tersebut dapat

dinyatakan dengan persamaan berikut :

RmCm >> 1/f

Resistansi R2 yang terpasang paralel dengan C2 diperlukan

untuk mencegah pengisian C2 oleh arus yang mengalir melalui

penyearah Vm.Nilai R2 harus dipilih sedemikian sehingga jatuh

tegangan pada R2 (yang menyebabkan pengisian C2) adalah sekecil

mungkin.Dengan demikian :

R2 << Rm

pada pihak lain pengaruh nilai R2 terhadap perbandingan pembagi

kapasitif harus sekecil mungkin :

Re >> 1/(ωC2)

Dengan terpenuhinya semua kondisi di atas maka hubungan

antara nilai puncak tegangan tinggi dengan tegangan terukur Ûm

dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :

Alat ukur yang digunakan harus memiliki impedansi masukan

yang tinggi.Untuk itu dapat digunakan meter-Volt elektrostatik

, alat ukur kumparan putar dengan kepekaan tinggi dan penguat

elektrometer atau penguat resistansi dengan penunjukan dogital

atau analog.Perubahan rentang ukur biasanya disebabkan oleh

pengubahan besar C2.

Ketentuan-ketentuan terhadap nilai-nilai komponen di atas

tiak berlaku umum serta membatasi ketelitian yang diperoleh

terutama pada frekuensi rendah.Sifat-sifat tersebut dapat

diperbaiki dengan menggunakan rangkaian yang lebih teliti

[Zaeng, Volcker 1961].

Ketelitian secara keseluruhan tidak hanya bergantung pada

sifat-sifat rangkaian ukur pada sisi tegangan rendah, tetapi

juga pada kapasitor tegangan tinggi.Kapasitor ukur untuk

tegangan yang sangat tinggi sering tidak ditapis dengan

sempurna sehingga menimbulkan galat tambahan akibat medan-

medan bocor [Luhrmann 1970].

Keburukan pembagi tegangan kapasitif ini antara lain adalah :

Hasil pengukuran dipengaruhi oleh kapasitansi kabel ukur

Kesalahan bisa terjadi karena adanya kapasitansi antara

kondensator Ch dan tanah yang disebut kapasitansi

sasar.Kapasitansi sasar dijumpai juga antara kondensator

Ch dan selubung kabel.Hal ini berpengaruh terhadap hasil

pengukuran terutama pada saat pengukuran tegangan tinggi

impuls.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan pembagi

tegangan kapasitif adalah :

Kabel ukur harus kabel koaksialn yang konduktor luarnya

ditanahkan.Hal ini dimaksudkan untuk mencegah pengaruh

induksi dari pembagi tegangan terhadap inti kabel

Untuk mengurangi pengaruh induksi pembagi tegangan

terhadap osiloskop, maka jarak osiloskop dan pembagi

tegangan harus relatif jauh

Sebaiknya osiloskop diberi perisai (shielding) untuk

mencegah pengaruh induksi dari pembagi tegangan terhadap

tampilan osiloskop.

5.      Voltmeter elektrostatik

Jika diterapkan tegangan u (t) pada suatu susunan

elektroda, misalnya seperti dalam gambar a, maka medan

elektrik menghasilkan gaya F (t) yang cenderung mempersempit

sela elektroda s. Gaya tarik tersebut dapat dihitung dari

perubahan energi dari medan elektrik :

Kapasitansi C dari susunan bergantung pada besar sela s.

Dengan melepas sumber tegangan maka gaya F (t) dapat

diperoleh dari hukum kekekalan energi dW + F ds = 0

[Kupfmuller 1965].Dengan memperhitungkan bahwa muatan Cu (t)

tidak bergantung pada besar sela :

Jika nilai rata-rata F dihitung dari persamaan ini maka

diperoleh hubungan yang linear antara F dan nilai efektif

kuadrat dari tegangan yang diterapkan :

Pengaruh faktor dC/ds bergantung pada cara pengubahan

gaya F menjadi bentuk pembacaan.Secara umum dC/ds akan berubah

renang ukur sehingga simpangan pembacaan tidak lagi bergantung

secara kuadrat.

Dalam gambarb dicontohkan dengan sederhana suatu piranti

ukur elektrostatik yang dirancang oleh Starke dan Schroeder. Gaya

F (t) bekerja pelat kecil 1 yang ditempatkan pada tuas dengan

sebuah poros, pada ujung tuas yang lain ditempatkan cermin 3

yang memantulkan berkas cahaya untuk penunjujan optik. Pegas

pelat 2 berfungsi untuk menghasilkan momen penahan.

Pengukuran Tegangan Impuls1.      Pengukuran tegangan tinggi Impuls dengan sela percik bola.

 

Tegangan tembus udara

tergantung pada kuat medan

listrik tembus udara, diameter bola yang akan mempengaruhi

efisiensi medan listrik pada permukaan konduktor dan jarak

sela. Dalam suatu persamaan dinyatakan bahwa :

Ud0 = Ed . s . h

Dimana :

Ud0 : tegangan tembus udara (kV)

Ed : Kuat medan listrik tembus udara (kV/cm)

s : jarak sela konduktor (cm)

η : efisiensi medan listrik konduktor

2.      Pembagi Tegangan Resistif

 

Gambar di atas merupakan Sistem Pengukuran tegangan

impuls dengan pembagi resistif, dimana gangguan terpenting

dari perilaku ideal pembagi diakibatkan oleh kapasitansi bumi

dari cabang tegangan tinggi R, yang harus panjang untuk

mengisolasi tegangan yang lebih tinggi. Kapasitansi bumi ini

didekati dengan kapasitansi C dalam rangkaian ekivalen dalam

gambar b yang dihubungkan ditengah-tengah R1.

Dengan menggunakan persamaan dalam a maka respon

langkah satuan dari rangkaian ini dapat diturunkan sebagai :

3.      Pembagi

Tegangan Kapasitif

Pada pembagi tegangan kapasitif perbandingan transformasi

akan berbeda untuk frekuensi yang berlainan dari :

untuk frekuensi sangat tinggi

 untuk frekuensi yang lebih rendah

4.      Menentukan Perilaku Rangkaian Ukur Tegangan Impuls dengan

Percobaan

 

Rangkaian sistem pengukuran tegangan pengukuran tegangan

impuls yang lengkap:

1.pembangkit tegangan impuls

2. obyek uji

3. saluran pembagi

4. pembagi

5. Kabel Ukur

6. KO

Disini tegangan u1 (t) yang diukur adalah tegangan pada

terminal objek uji, sementara hasil pengukutan u2 (t) berkaitan

dengan kurva pada layar KO.

Waktu tanggap sistem pengukuran secara keseluruhan (Tres )

diperoleh dari waktu tanggap (T), waktu tanggap kabel ukur

koaksial (TK) dan waktu tanggap osiloskop (TKO)

teknik pengujian isolasi tak merusak

Wednesday, October 17, 2012 3:25:12 AM

BAB IPENDAHULUAN1.1 TUJUAN UMUM

1. Untuk mengetahui keperluan dan fungsi pengujian isolasi tak merusak2. Menjelaskan kehilangan daya dielektrik dan faktor daya dielektrikserta pengukurannya3. Menjelaskan pengukuran tan delta tahanan isolasi

1.2 TEORI UMUM

1. PENGUJIAN TEGANGAN TINGGIDikelompokkan kedalam :a. Pengujian sifat-sifat dielektrik temuan baru.b. Pengujian untuk memeriksa kualitas isolasi peralatan listrikc. Mengetahui ketahanan isolasi peralatan dalam memikul tegangan lebih yang terjadi2. JENIS-JENIS PENGUJIANa. Pengujian tidak merusak meliputi :• Pengukuran tahanan isolasi• Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik• Pengukuran korona• Pengukuran konduktivitas• Pemetaan medan elektrik, dsbb. Pengujian bersifat merusak meliputi :• Pengujian ketahanan (Withstand Test)• Pengujian Peluahan (Discharge Test)• Pengujian Kegagalan (Breakdown Test)3. Pengujian ketahanan (Withstand Test) : tegangan diberikan pada benda uji bertahap sampai suatu nilai diatas tegangan normalnya. Kemudian tegangan dipertahankan tetap dalam waktu terbatas, jika isolasi peralatan tidak tahan memikul tegangan lebih tersebut,akan terjadi arus bocor yang besar.4. Pengujian Peluahan (Discharge Test) : mengukur tegangan yang membuat terjadinya peluahan pada benda uji. tegangan uji diberikan diatas tegangan pengujian ketahanan dan dinaikkan secara bertahap sampai terjadi peluahan, hasil pengukuran dinyatakan dalam keadaan standar.5. Pengujian kegagalan (Breakdown Test) : mengukur tegangan tembus benda uji, tegangan ini lebih tinggi dari tegangan peluahan dan dinaikkan secara bertahap sampai benda uji tembus listrik.6. Pengujian Tembus listrik dielektrik padat :Tergantung durasi tegangan yang dipikul oleh dielektrik tersebut,sehingga tegangan tembusnya tergantung waktu pengujian. Dikenal tiga metode pengujian berdasarkan ASTM D-149 yaitu :a. Pengujian waktu singkat (short time test) : kenaikan tegangan tertentu dilakukan untuk waktu 10 – 20s.b. Pengujian bertegangan (step by step test) : tegangan awal dipilih50% nilai taksiran tegangan tembus, dengan waktu tertentu secara bertahap tegangan dinaikkan sampai terjadi tembus.c. Pengujian dengan kenaikan tegangan perlahan (slow rate of rise

test) : hasil uji awal diperoleh dari uji singkat, lalu tegangan dinaikkan perlahan hingga terjadi tembus listrik dengan syarat waktutembus harus lebih dari 120s

1.3 TEORI DASAR1.3.1 KEPERLUAN DAN FUNGSI PENGUJIANKegagalan - kegagalan alat-alat listrik pada waktu sedang dipakai disebabkan karena kegagalan isolasinya dalam menjalankan fungsinya sebagai isolator tegangan tinggi. Kegagalan isolasi (insulation break down, insulation failure) ini disebabkan karena beberapa hal antara lain isolasi tersebut sudah dipakai untuk waktu yang lama, kerusakan mekanis, berkurangnya kekuatan dielektrik, dan karena isolasi tersebut dikenakan tegangan lebih.Pengujian tegangan tinggi dimaksudkan untuk :a. Menemukan bahan (di dalam atau yang menjadi komponen suatu alat tegangan tinggi) yang kwalitasnya tidak baik atau yang cara membuatnya salah.b. Memberikan jaminan bahwa alat-alat listrik dapat dipakai pada tegangan normalnya untuk waktu yang tak terbatas.c. Memberikan jaminan bahwa isolasi alat-alat listrik dapat tahan terhadap tegangan lebih (yang didapati dalam praktek operasi sehari-hari) untuk waktu terbatas.Pengujian tegangan tinggi meliputi :1. pengujian dengan tegangan tinggi ac2. pengujian dengan tegangan tinggi dc3. pengujian dengan tegangan tinggi impuls

1.3.2 DAYA DIELEKTRIK SERTA PENGUKURANNYAIsolasi berfungsi untuk memisahkan bagian bagian yang mempunyai bedategangan agar supaya diantara bagian bagian tersebut tidak terjadi lompatan listrik (flash-over) atau percikan (spark-over). Kegagalan isolasi pada peralatan tegangan tinggi yang terjadi pada saat peralatan sedang beroperasi bisa menyebabkan kerusakan alat sehinggakontinyuitas sistem menjadi terganggu. Dari beberapa kasus yang terjadi menunjukkan bahwa kegagalan isolasi ini berkaitan dengan adanya partial discharge. Partial discharge ini dapat terjadi pada material isolasi padat, material ioslasi cair dan juga material isolasi gas. Mekanisme kegagalan pada material isolasi padat meliputi kegagalan asasi (intrinsik), elektro mekanik, streamer, termal dan kegagalan erosi.

Berikut ini beberapa faktor yang mempengaruhi mekanisme kegagalan yaitu :• PartikelKetidak murnian memegang peranan penting dalam kegagalan isolasi. Partikel debu atau serat selulosa dari sekeliling dielektrik padat selalu tertinggal dalam cairan. Apabila diberikan suatu medan listrik maka partikal ini akan terpolarisasi. Jika partikel ini memiliki permitivitas e 2 yang lebih besar dari permitivitas carian e 1, suatu gaya akan terjadi pada partikel yang mengarahkannya ke daerah yang memiliki tekanan elektris maksimum diantara elektroda elektroda. Untuk partikel berbentuk bola (sphere) dengan jari jari rmaka besar gaya F adalah :Jika partikel tersebut lembab atau basah maka gaya ini makin kuat karena permitivitas air tinggi. Partikel yang lain akan tertarik ke daerah yang bertekanan tinggi hingga partikel partikel tersebut bertautan satu dengan lainnya karena adanya medan. Hal ini menyebabkan terbentuknya jembatan hubung singkat antara elektroda. Arus yang mengalir sepanjang jembatan ini menghasilkan pemanasan lokal dan menyebabkan kegagalan. • AirAir yang dimaksud adalah berbeda dengan partikel yang lembab. Air sendiri akan ada dalam minyak yang sedang beroperasi/dipakai. Namun demikian pada kondisi operasi normal, peralatan cenderung untuk mambatasi kelembaban hingga nilainya kurang dari 10 %. Medan listrikakan menyebabkan tetesan air yang tertahan didalam minyak yang memanjang searah medan dan pada medan yang kritis, tetesan itu menjadi tidak stabil. Kanal kegagalan akan menjalar dari ujung tetesan yang memanjang sehingga menghasilkan kegagalan total. • GelembungPada gelembung dapat terbentuk kantung kantung gas yang terdapat dalam lubang atau retakan permukaan elektroda, yang dengan penguraian molekul molekul cairan menghasilkan gas atau dengan penguatan cairan lokal melalui emisi elektron dari ujung tajam katoda. Gaya elektrostatis sepanjang gelembung segera terbentuk dan ketika kekuatan kegagalan gas lebih rendah dari cairan, medan yang ada dalam gelembung melebihi kekuatan uap yang menghasilakn lebih banyak uap dan gelembung sehingga membentuk jembatan pada seluruh celah yang menyebabkan terjadinya pelepasan secara sempurna.

Sifat-Sifat Listrik Cairan IsolasiSifat sifat listrik yang menentukan unjuk kerja cairan sebagai isolasi adalah :• Withstand Breakdown kemampuan untuk tidak mengalami kegagalan dalam kondisi tekanan listrik (electric stress ) yang tinggi.• Kapasitansi Listrik per unit volume yang menentukan permitivitas relatifnya.Minyak petroleum merupakan subtansi nonpolar yang efektif karena meruapakan campuran cairan hidrokarbon. Minyak ini memiliki permitivitas kira-kira 2 atau 2.5 . Ketidak bergantungan permitivitas subtansi nonpolar pada frekuensi membuat bahan ini lebih banyak dipakai dibandingkan dengan bahan yang bersifat polar. Misalnya air memiliki permitivitas 78 untuk frekuensi 50 Hz, namun hanya memiliki permitivitas 5 untuk gelombang mikro.• Faktor dayaFaktor dissipasi daya dari minyak dibawah tekanan bolak balik dan tinggi akan menentukan unjuk kerjanya karena dalam kondisi berbeban terdapat sejumlah rugi rugi dielektrik. Faktor dissipasi sebagai ukuran rugi rugi daya merupakan parameter yang penting bagi kabel dan kapasitor. Minyak transformator murni memiliki faktor dissipasi yang bervariasi antara 10-4 pada 20 oC dan 10-3 pada 90oC pada frekuensi 50 Hz.• ResistivitasSuatu cairan dapat digolongkan sebagai isolasi cair bila resitivitasnya lebih besar dari 109 W-m. Pada sistem tegangan tinggiresistivitas yang diperlukan untuk material isolasi adalah 1016 W-m atau lebih. (W=ohm)

• Kekuatan DielektrikKekuatan dielektrik merupakan ukuran kemampuan suatu material untuk bisa tahan terhadap tegangan tinggi tanpa berakibat terjadinya kegagalan. Kekuatan dielektrik ini tergantung pada sifat atom dan molekul cairan itu sendiri. Namun demikan dalam prakteknya kekuatan dielektrik tergantung pada material dari elektroda, suhu, jenis tegangan yang diberikan, gas yang terdapat dalam cairan dan sebagainya yang dapat mengubah sifat molekul cairan. Dalam isolasi cairan kekuatan dielektrik setara dengan tegangan kegagalan yang terjadi.Dalam upaya memberikan gambaran tentang kekuatan dielektrik maka

akan lebih memudahkan bila dua dielektrik seri ditinjau. Dalam hal ini medan dianggap seragam, arus bocor diabaikan dan konsentrasi fluks pada pinggiran juga diabaikan.

Pengujian Kualitas Minyak Transformator1. Pengujian kekuatan elektrik minyak TransformatorKekuatan listrik merupakan karakteristik penting dalam material isolasi. Jika kekuatan listrik rendah minyak transformator dikatakanmemiliki mutu yang jelek. Hal ini sering terjadi jika air dan pengotor ada dalam minyak transformator. Pengujian perlu dilakukan untuk mengetahui kegagalan minyak transformator.Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan uji kegagalan ini antara lain: Jarak elektroda 2.5 mm Bejana dan elektroda harus benar-benar kering dan bersih setiap sebelum pengujian, elektroda harus dicuci dengan minyak transformator yang akan diuji. Minyak yang akan diuji harus diambil dengan alat yang benar-benar bersih, minyak pertama yang keluar dibuang supaya kran-kran menjadi bersih. Minyak lama pada waktu pertama alirannya dibuang. Botol tempat minyak transformator ditutup dengan lilin supaya kotoran dan uap air tidak masuk.2. Pengujian Viskositas Minyak TransformatorViskositas minyak adalah suatu hal yang sangat penting karena minyaktransformator yang baik akan memiliki viskositas yang rendah, sehingga dapat bersirkulasi dengan baik dan akhirnya pendinginan inti dan belitan trasformator dapat berlangsung dengan baik pula. 3. Titik Nyala (flash point)Temperatur ini adalah temperatur campuran antara uap dari minyak danudara yang akan meledak (terbakar) bila didekati dengan bunga api kecil. Untuk mencegah kemungkinan timbulnya kebakaran dari peralatandipilih minyak dengan titik nyala yang tinggi. Titik nyala dari minyak yang baru tidak boleh lebih kecil dari 135 oC, sedangkan suhuminyak bekas tidak boleh kurang dari 130 oC. Untuk mengetahui titik nyala minyak transformator dapat ditentukan dengan menggunakan alat Close up tester. 4. Pemurnian Minyak TransformatorMinyak transformator dapat terkontaminasi oleh berbagai macam pengotor seperti kelembaban, serat, resin dan sebagainya.

Ketidakmurnian dapat tinggal di dalam minyak karena pemurnian yang tidak sempurna. Pengotoran dapat terjadi saat pengangkutan dan penyimpanan, ketika pemakaian, dan minyak itu sendiri pun dapat membuat pengotoran pada dirinya sendiri.

1.3.3 TAN DELTA TAHANAN ISOLASIPada trafo tegangan yang menggunakan minyak untuk isolasinya, minyakmemiliki nilai konduktansi yang cukup rendah dan nilai kapasitansi yang cukup tinggi, pengujian tangen delta dilakukan untuk mengetahuibesarnya nilai factor disipasi (tan delta) dan kapasitansi dari VT. Peningkatan nilai dari kapasitansi mengindikasikan adanya kertas isolasi yang terkontaminasi oleh kelembaban, pencemaran atau adanya pemburukan pada sistem isolasi VT.

Pengujian dengan mode GST-Ground pada VT bertujuan untuk mengetahui nilai tan delta overall (secara umum). Tegangan uji yang digunakan adalah 2kV sampai 10 kV.

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1994. Gonen, Turan., Electric Power Transmission System Engineering– Analysis and Design, Wiley-Interscience Publication, New York. Hutahuruk, T.S., Transmisi Daya Listrik, Penerbit Erlangga, Jakarta,

1985.International Electrotechnical Commission, International Standard IEC 60502-2 – Power cables with extrunded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV),

Switzerland, 2005. Privezentsev, V., Grodnev, I., Kholodny, S., Ryazanov, I. Fundamentals of Cable Engineering, Mir Publishers, Moskow, 1973. Tobing, Bonggas L, Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi, PT

Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2003. Tobing, Bonggas L, Peralatan Tegangan Tinggi, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2003.