1
Efek Polaritas dan Fenomena Stres Tegangan Sebelum Kegagalan Isolasi
pada Sela Udara Jarum-Plat
Dosen Pembimbing :•• Dr.EngDr.Eng I Made I Made YulistyaYulistya Negara, Negara, ST,M.ScST,M.Sc•• IG IG NgurahNgurah SatriyadiSatriyadi H, ST,MTH, ST,MT
LUQMAN KUMARA2205 100 129
2
Latar Belakang• Tingginya tingkat kerusakan isolasi• Kebutuhan bahan isolasi yang baik.• Pengujian tegangan tinggi
3
PermasalahanKarakteristik korona pada sela udaraKarakteristik tegangan tembus pada selaudaraKarakteristik kegagalan isolasi udaraberdasarkan polaritas dan stres tegangan.
4
Batasan Masalah• Elektroda Jarum-Plat• Peristiwa Korona di sekitar Elektroda
Jarum• Tegangan Tembus (Streamer Breakdown)
secara kontinu disekitar elektroda jarum
5
Tujuan• Studi awal mengenai fenomena korona• Mengetahui pengaruh konfigurasi
elektroda jarum-plat terhadap karakteristik korona dan karakteristik tegangan tembus isolasi udara
6
Fenomena KoronaKorona merupakan proses dimana arus mungkin diteruskan. Muncul dari sebuah elektroda berpotensial tinggi di dalam sebuah fluida yang netral, biasanya udara, dengan mengionisasi fluida hingga menciptakan plasma di sekitar elektroda
7
Mekanisme lucutan Korona
8
Corona Inception Voltage• Corona Inception Voltage atau tegangan
awal korona didefinisikan sebagai tegangan yang terukur saat terjadi lucutan pertama kali waktu pengujian dilakukan.
• Definisi ini sebagai acuan untuk mendapatkan nilai inception voltage secara langsung.
9
Streamer Brakdown Voltage
• Nilai Tegangan Tembus atau Streamer Breakdown Voltage adalah nilai tegangan saat telah terjadi percikan secara kontinyu.
• Definisi ini sebagai acuan untuk mendapatkan nilai Streamer Breakdown Voltage secara langsung.
10
PengujianDua (2) Jenis Pengujian dalam Tegangan Tinggi :
• Pengujian Merusak (Destructive test)• Pengujian Tidak Merusak (non-Destructive
test)
11
Pengukuran Tegangan Tinggi
Pengukuran Tegangan Tinggi DC
Pengukuran Tegangan Tinggi AC
12
Peralatan Pembangkit Tegangan
Laboratorium Tegangan Tinggi Elektro FTI-ITS
Keterangan :1. Peralatan
Pengukuran Tegangan DC
2. Peralatan Pengukuran Tegangan AC
3. Control Box
1
3
2
13
Peralatan Pengujian
14
Pengujian Langsung
Peristiwa Korona pada Ujung Jarum
Peristiwa Tegangan Tembus
15
Video Pengujian AC
Elektroda Rod 5mm, Jarak Sela 4 cm
16
Video Pengujian DC Positif
Elektroda Jarum 0.4 cm , Jarak Sela 3 cm
17
Video Pengujian DC Negatif
Elektroda Rod 5mm, Jarak Sela 3 cm
18
Hasil Pengujian Langsung (1)
No Sela (cm)Inception Voltage Korona (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 12.6 14.4 16.4 17.2
2 3 14.8 16.4 17.4 18.2
3 4 16.2 18.6 18.8 20
Rata-Rata Nilai dan Grafik Inception Voltage Korona Pada Isolasi Udara Tegangan AC
19
lanjutanRata-Rata Nilai dan Grafik Inception Voltage Korona Pada Isolasi Udara Tegangan DC Positif
No Sela (cm)
Inception Voltage Korona (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 18 20 26 36
2 3 32 36 42 48
3 4 34 40 44 52
20
Rata-Rata Nilai dan Grafik Inception Voltage Korona Pada Isolasi Udara Tegangan DC Negatif
No Sela (cm)Inception Voltage Korona (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 41.6 47 49.6 55.8
2 3 52.6 56.4 58.6 62.8
3 4 65 68.6 73.8 81
lanjutan
21
Hasil Pengujian Langsung (2)Rata-Rata Nilai dan Grafik Streamer Breakdown Korona Pada Isolasi Udara Tegangan AC
No Sela (cm)Streamer breakdown (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 15 17.2 19 20
2 3 17.2 18.6 20 21.2
3 4 19.2 20.8 21.6 22.4
22
Rata-Rata Nilai dan Grafik Streamer Breakdown Korona Pada Isolasi Udara TeganganDC Positif
No Sela (cm)Streamer breakdown (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 20 22 31 40
2 3 34 40 46 52
3 4 36 46 44 56
lanjutan
23
Rata-Rata Nilai dan Grafik Streamer Breakdown Korona Pada Isolasi Udara Tegangan DC Negatif
No Sela (cm)Streamer breakdown (kV)
0.2mm 0.4mm 0.6mm Rod 50 mm
1 2 43.4 50.4 51.2 58.2
2 3 53.6 57.4 59.6 65.4
3 4 66 70.4 75 82.8
lanjutan
24
Efek Polaritas dan Stress Tegangan Sebelum Kegagalan Isolasi
Grafik Perbandingan Inception Voltage Korona Elektroda 0.2 mm dengan Sumber Tegangan Berbeda
Grafik Perbandingan Inception Voltage Korona Elektroda 0.4 mm dengan Sumber Tegangan Berbeda
Grafik Perbandingan Inception Voltage Korona Elektroda Rod dengan Sumber Tegangan Berbeda
Grafik Perbandingan Inception Voltage Korona Elektroda 0.6 mm dengan Sumber Tegangan Berbeda
25
Grafik Perbandingan nilai Tegangan Tembus Elektroda 0.2 mm dengan Sumber Tegangan berbeda
Grafik Perbandingan nilai Tegangan Tembus Elektroda 0.4 mm dengan Sumber Tegangan berbeda
Grafik Perbandingan nilai Tegangan Tembus Elektroda Rod dengan Sumber Tegangan berbeda
Grafik Perbandingan nilai Tegangan Tembus Elektroda 0.6 mm dengan Sumber Tegangan berbeda
lanjutan
26
Kesimpulan1. Semakin besar ujung permukaan elektroda (tip) menghasilkan nilai
Inception Voltage Korona dan nilai tegangan tembus semakin besar karena semakin tebal media kerapatan udara sebagai media isolasinya.
2. Nilai Inception Voltage Corona dan tegangan tembus untuk tegangan DC negatif lebih besar daripada nilai Inception Voltage Corona dan tegangan tembus tegangan AC dan DC Positif karena pengaruh kuat medan listrik disekitar elektroda jarum dan kuat medan listrik disekitar elektroda plat.
3. Karakteristik kestabilan korona dipengaruhi oleh besarnya permukaan elektroda uji. Dengan semakin besar permukaan elektroda maka semakin tidak efektif kestabilan korona. Disebabkan karena semakin besarnya muatan ruang sehingga menghambat terjadinya korona.
27
Terima Kasih
28
29
Mekanisme Kegagalan Streamer
• Mekanisme streamer menjelaskan mengenai pengembangan pelepasan percikan langsung dari banjiran tunggal di mana muatan ruang (space charge) yang terjadi karena banjiran itu sendiri mengubah banjiran tersebut menjadi streamer plasma. Sesudah itu kehantaran naik dengan cepat, dan kegagalan terjadi dalam alur banjiran ini.
• Ada dua jenis streamer, yaitu :Positif, atau streamer yang mengarah ke katoda. Negatif, atau streamer yang menuju anoda.
30
• Pada gambar kiri terlihat mekanisme Townsend, di mana kegagalan terjadi karena banjiran yang berturut-turut.
• Pada gambar kanan terlihat mekanisme streamer yang mulai dari satu banjiran (i), yang mana berubah karena muatan ruangnya sendiri menjadi saluran plasma
31
Trafo Uji• trafo satu fasa yang mempunyai
perbandingan belitan yang jauh lebih besar dari trafo daya. Trafo uji tidak dirancang untuk pemakaian kontinu, karena hanya digunakan hanya saat-saat pengujian berlangsung dalam waktu singkat.
32
Konstruksi Trafo Uji
• (1) Belitan tegangan tinggi, (2) Belitan tegangan rendah, (3) Inti Besi (4) Dasar, (5) Terminal tegangan tinggi, (6) Isolasi, (7) Tanki Metal , (8) Dinding Penyekat
33
Transformator ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut
1. Perbandingan Jumlah lilitannya (turn ratio N) lebih besar daripada perbandingan pada transformator tenaga, dikarenakan transformator penguji yang dipasang pada laboratorium diterapkan pada tegangan distribusi (127-220 volt), sedangkan tegangan output yang harus dihasilkan adalah tegangan uji beberapa ratus ribu volt.
2. Kapasitas kVA nya kecil dibandingkan dengan kapasitas trafo tenaga oleh karena untuk keperluan mengadakan lompatan api tidak diperlukan tenaga yang besar. Yang diperlukan hanyalah tegangan bukan tenaga.
3. Biasanya satu ujung lilitannya (terminal) ditanam dalam tanah (grounded) untuk keperluan pengamanan dan keamanan.
4. Pada waktu merencanakan isolasi untuk transformator penguji hanya diperhitungkan isolasi terhadap tegangan pengujian maksimum, oleh karena tidak diharapkan bahwa trafo tersebut mengalami tegangan lebih
Pada Laboratorium tegangan tinggi teknik elektro ITS, tafo uji yang digunakan memiliki kapasitas 100kV DC.
Top Related