Mata Kuliah Pembangkitan, Pengukuran, Pengukuran, & Pengujian Tegangan Tinggi Tinggi (P3TT)
“ ”
•
•
1
•
•
•
Pengujian Tegang Tegangan an Tinggi Jenis-jenis Pengujian Pengujian Pengujian Pengujian Isolasi Tidak Merusak
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
2
Tujuan :
Untuk menjamin peralatan dapat bekerja pada keadaan tegangan normal.
Untuk menguji ketahanan isolasi pada peralatan (untuk melihat kemampuannya memikul tegangan lebih atau karna adanya sambaran petir ).
Dapat dikelompokkan menjadi:
Pengujian yang bertujuan meneliti sifat-sifat listrik dielektrik temuan baru Pengujian yang bertujuan memeriksa kualitas isolasi peralatan listrik Pengujian yang bertujuan mengetahui ketahanan isoalasi peralatan memikul tegangan lebih
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
3
Dapat dikelompokkan berdasarkan pengujian terhadap benda uji yaitu:
Pengujian TIDAK merusak: - Pengukuran tahanan isolasi - Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik - Pengukuran Korona - Pemetaan medan elektrik
Pengujian Bersifat Merusak:
dampak
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
- Pengujian Ketahanan (Wistand Test ) - Pengujian Peluahan ( Discharge Test ) - Pengujian Kegagalan ( Breakdown Test )
4
Pengukuran yang termasuk pengujian TIDAK merusak yaitu: Pengukuran ketahanan isolasi Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik Pengukuran peluahan parsial
Dikatakan Isolasi itu buruk setelah isolasi tersebut digunakan dalam waktu yang lama yaitu: Temperatur isolasi setelah beroperasi Kenaikan Temperatur
Kelembapan udara disekitar isolasi Beban mekanis yang dipikul isolasi Korona pada bagian-bagian peralatan runcing yang berdekatan dengan isolasi iso lasi Tegangan lebih yang menerpa isolasi
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
5
Alat untuk mengukur Tg delta adalah Jembatan Schering seperti pada gambar 8.1.
Keterangan: Benda Uji sebagai resistor Rx Kondesator sebagai Cx Tahanan resistor (0,01-104 ohm) sebagai R1 Kapasitansi ke tanah dari cabang bertegangan tinggi (titik b dan d) harus dihindarkan,supaya tidak Ada kapasitansi lain disamping kapasitansi pada alat ukur.Sehingga bagian bertegangan rendah dilindungin tabir logam (T) yang ditanahkan. Cs adalah kondensator standar (50-500µF) dengan rugi-rugi dielektrik diabaikan. Impedansi komponen (R1,R2,CV) sehingga Vbc dan Vcd tidak melebihi 20 V. V. Bila benda uji tembus listrik,maka tegangan terminal b dan d naik dan dapat merusak komponen (R1,R2,CV) Untuk mencegah dipasang sela protektor G
6
Pada keterangan pada gambar 8.1 dimana R1 dan CV diatur hingga dicapai kondisi seimbang dimana galvanometer G menuju nol. Pada kondisi ini berlaku:
Dimana:
Substitusi Persamaan 8.2 ke dalam persamaan 8.1 diperoleh: 7
Pengukuran Tg delta dilakukan dalam dua keadaan yaitu: 1.
Mengukur Tg delta sebagai fungsi tegangan pengujian pada temperatur konstan.
2.
Mengukur tg delta sebagai fungsi temperatur pada tegangan yang konstan.
Kedua pengukuran tersebut akan menghasilkan kurva seperti Gambar 8.2 di bawah ini
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
8
Pengukuran tahanan dielektrik meliputi pengukuran tahanan permukaan dan tahanan volume. Jika suatu dielektrik ditempatkan diantara dua elektroda ukur yang diberi tegangan maka arus yang diberikan sumber tegangan merupakan jumlah j umlah arus permukaan dengan arus volume. Karena itu tahanan isolasi dapat ditulis sebagai berikut :
Jika Iv dibuat sama dengan nol maka tahanan yang terukur adalah tahanan permukaan yaitu: Jika Ip dibuat sama dengan nol maka tahanan yang terukur adalah tahanan volume yaitu:
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
9
Pengukuran tahanan isolasi membutuhkan dua elektroda piring masingmasing berukuran antara 5-10 cm dan satu elektroda cincin. cincin. Lebar cincin sekurang-kurangnya dua kali tebal dielektrik yang diuji. Tebal dielektrik uji umumnya antara 3-12 mm. Susunan elektroda dan rangkaian pengukuran tahanan permukaan ditunjukan pada Gambar 8.3. Dalam pengukuran,arus volume diusahakan sama dengan nol,hal ini menyamakan tegangan kedua elektroda
P1 dan P2.
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
10
•
•
•
•
•
•
Tahanan permukaan dapat juga diukur dengan menggunakan elektroda bermata pisau yang panjangnya 10 cm. Jarak antara kedua elektroda dibuat 1 cm. Rangkaian pengukuran ditunjukan seperti pada gambar 8.4. Tahanan permukaan dapat dihitung berdasarkan hasil pengukuran tegangan dan arus. arus . Susunan elektroda dan rangkaian pengukuran tahanan volume ditunjukkan pada gambar 8.5. Dalam hal ini arus permukaan diusahakan sama dengan nol yang dilakukan dengan menyamakan tegangan elektroda P1 dengan elektroda cincin.
11
Ada dua metode pengukuran dengan menggunakan galvanometer yaitu: a.
Rangkaian seri dimana resistor shunt terhubung seri dengan dielektrik yang akan diuji.
b.
Rangkaian paralel dimana resistor shunt terhubung paralel dengan dielektrik yang akan diuji.
Pada gambar 8.6 ditunjukkan pengukuran tahanan volume suatu dielektrik dengan rangkaian seri . Elektroda pengukuran penguku ran sama seperti pada pengukuran langsung (Gambar 8.5)
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
12
Keterangan: B adalah •
•
•
•
•
• •
•
sumber tegangan dc yang stabil dan dapat membangkitkan tegangan antara 500-1000V. G Galvanometer harus mempunyai sensitifitas yang tinggi dan diparalelkan dengan suatu resistor shunt (Rsh).
Resistor standar (Rs) terbuat dari bahan manganin, 106 ohm, dengan ketelitian ±10%.
Mula-mula saklar S1 dibuka dan Su dihubungkan ke B, dalam hal ini Rs dengan dielektrik yang diuji terhubung seri. Resistor shunt diatur hingga G menunjuk penyimpangan yang besar atau dapat terbaca. Dicatat nilai faktor pengali Rsh dan penyimpangan G. Kemudian saklar Su dibumikan untuk membuang muatan elektroda uji ,selanjutnya S1 ditutup dan Su dihubungkan ke B, sehingga hanya Rs yang terukur. Rsh diukur kembali hingga G menunjukkan penyimpangan terbesar. Setelah selesai pengukuran saklar Su dibumikan untuk membuang muatan dari benda uji ke tanah.
13
Tahanan isolasi (R x) dihitung dengan rumus :
Dimana, Ds = Penyimpangan Galvanometer Fs = Faktor pengali resistor shunt pada saklar S1 Ds
& Fs pada saklar S1 tertutup (yang terukur hanya resistor standar)
Ds
& Fs pada saklar S1 terbuka (benda uji terhubung seri dengan resistor standar)
Radius efektif elektroda pengukuran adalah
Dimana : r1 = Radius elektroda P 1 g = Jarak sela elektroda P 1 dengan elektroda cincin d
Tebal dielektrik dielekt rik
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
14
o
o
Jenis elektroda lain yang dapat digunakan untuk pengukuran dielektrik cair adalah elektroda silinder seperti ditunjukkan pada Gambar 8.9 Contoh ukuran elektroda standar menurut JIS C 2101, yang digunakan untuk pengukuran konduktivitas dielektrik cair ditunjukkan pada Gambar 8.10
16
Resistivitas volume jika menggunakan elektroda silinder sbb
:
Dimana, l = Panjang efektif elektroda ukur (m) d1= Diameter luar elektroda ukur (m) d2= Diameter dalam elektroda utama (m) Bia
kapasitansi elektroda tanpa dielektrik cair diketahui adalah C, maka resistivitas volume:
Jika C belum diketahui, maka pengukuran C dilakukan dengan menggunakan alat ukur faktor rugi-rugi dielektrik (Jembatan Schering)
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
17
•
•
•
Pengukuran peluahan sebagian umumnya dilakukan dengan mendeteksi pulsa listrik dalam rangkaian tegangan tinggi. tinggi. Sensitifitas pengukuran mengalami keterbatasan dengan adanya deru (noise), maka pengukuran peluahan sebagian harus mampu membedakan deru yang terjadi dan deru yang datang dari sumber lain.
Tujuan : untuk mengukur nilai tegangan yang membuat benda uji mengalami peluahan, inilah yang disebut tegangan mulai peluahan sebagian ( partial partial discharge discharge inception voltage). voltage). Setelah peluahan terjadi beberapa saat, tegangan diturunkan dan diukur partial discharge discharge exception exception pada tegangan peluahan itu padam ( partial voltage). voltage ).
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
18
•
•
•
•
•
Detektor peluahan parsial pengukuran lansung ditunjukkan pada Gambar 8.11
Filter F digunakan untuk mencegah masuknya sinyal peluahan parsial yang terjadi pada trafo uji.
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
Bila pada benda uji terjadi peluahan parsial, maka arus akan mengalir pada impedansi Zm, sehingga beda potensial sangat kecil. Beda potensial sangat kecil ini sebagai sinyal detektor. Melalui filter BPF sinyal diteruskan ke penguat A sehingga teramati pada osiloskop OCR
19
•
•
Detektor peluahan parsial pengukuran tidak langsung ditunjukkan pada Gambar 8.14
Bila pada benda uji terjadi peluahan parsial, maka akan terjadi arus pulsa berfrekuensi tinggi.
•
Arus ini menimbulkan medan elektromagnet yang diradiasikan ke sekitar benda uji.
•
Medan elektromagnetik ini menginduksi gaya gerak listrik pada kumparan K
•
Gaya gerak listrik ini sebagai sinyal detektor.
•
Melalui filter BPF sinyal diteruskan ke penguat A sehingga teramati pada osiloskop
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
20
•
a g n o t i l i S a f l e M a t i l l u r u N a t s a H
21
22
