TEKNIK TEGANGAN TINGGI TEL310 / 3 SKS
Herman H Sinaga Nining Purwasih
DESKRIPSI SINGKAT Mata kuliah ini akan membahas dasar ‐dasar teknik tegangan tinggi dan mengetahui peralatan‐peralatan yang digunakan dalam tegangan tinggi yang meliputi : latar belakang, pengertian, penggunaan, dan penanganan tegangan tinggi serta gejala‐ gejala yang ditimbulkannnya. Teknik‐teknik Pembangkitan Tegangan Tinggi AC, DC dan Impuls. Teknik‐teknik pengukuran tegangan tinggi mencakup pengukuran tegangan tinggi AC, DC dan Impuls. Pengujian menggunakan tegangan tinggi (merusak dan tidak merusak) Penanganan dan pengamanan tegangan tinggi, Dasar ‐ dasar teori kegagalan pada bahan isolator (padat,cair,gas, vakum), sifat‐ sifat elektrik material isolasi tegangan tinggi.Dengan demikian mahasiswa akan dituntun untuk dapat memahami fenomena tegangan tinggi dan mampu melakukan pengujian terhadap bahan‐bahan dielektrik dan peralatan‐peralatan tegangan tinggi dalam sistem tenaga listrik, seperti pengujian isolator, pengujian trafo dan lain‐lain.
PENDAHULUAN
Review Historis •
•
•
•
•
•
Gejala listrik pertama sekali diamati oleh philosopis Yunani “Thales of Miletus” pada tahun 600 B.C. Mengamati timbulnya “spark” (lompatan electron) pada bulu yang digosok dengan ambar. Dalam bahasa Yunani ambar adalah elektron. Tahun 1745 Pieter van Musschenbroek menciptakan “Leyden Jar” yang merupakan kapasitor pertama. Benjamin Franklin pada tahun 1952 menunjukkan hubungan petir dengan arus listrik. Luigi Galvani dan Alessandro Volta membuat experiment yang menunjukkan interaksi elktroda metal dan cairan elektrolit sebagai cikal bakal batere. Experiment yang dilakukan oleh Faraday menghasilkan listrik dengan menggerakkan konduktor melintasi medan magnet statis. Meupakan dasar pembangkitan energy listrik sampai saat ini. Thomas Alva Edison (1847 – 1931), inventor paling produktif pada bidang aplikasi peralatan listrik. Hasil paling popular : Bola Lampu Pijar.
Review Historis •
•
•
Kimberley di Afrika Selatan mengalirkan listrik untuk penerangan jalan untuk pertama kali, mendahului Pearl Street Power Station di New York. Keduannya memiliki permasalahn yang sama, jarak supply listrik yang terbatas. Nikola Tesla (1856 – 1943), menunjukkan bahwa tegangan listrik dapat dinaikkan dengan menggunakan transformator pada tahun 1886. Timbul permasalahan dengan pengisolasian saluran udara. Pengaruh fenomena alam seperti petir menjadi hal yang harus diperhitungkan, yang mengarahkan kepada perlunya penelahan Teknik Tegangan Tinggi.
Level Tegangan •
•
•
•
•
Rendah Medium Tinggi Extra tinggi Ultra Tinggi
LEVEL TEGANGAN
Konsumen ac power frequency : 110 V, 220 V‐ satu phase 440 V, 3.3 kV ,6.6 kV, 11 kV‐ tiga phase Pembangkitan: Tiga phase generator synchronous 440 V, 3.3 kV, 6.6 kV (small generators) , 11 kV (110 & 220 MW) 21.5 kV ( 500 MW), 33 kV (1000 MW) [sangat dibatasi oleh permasalahan isolasi]
LEVEL TEGANGAN
Distribusi : Tiga phase 380 V, 440 V, 3.3 kV, 6.6 kV, 11 kV, 33 kV, 66 kV (dengan tingkat kepadatan konsumsi daya yang terus meningkat, level tegangan distribusi juga meningkat dikarenakan kapasitas penyaluran daya sebanding dengan kuadrat level tegangan (di Jerman 440 V , 3.0 kV 6.0 kV, 10 kV, 30 kV, 60 kV) Transmissi AC : 110 kV, 132 kV, 220 kV, 380 ‐ 400 kV, 500 kV, 765 ‐ 800 kV, 1000 kV and 1150 kV .
LEVEL TEGANGAN
Transmisi DC : dc single pole and bipolar lines : ± 100 kV sampai ± 500 kV
Catatan : Negara seperti : US, Canada dan Japan menggunakan system 110 V untuk tegan konsumen
Jaringan Transmisi Daya yang digunakan oleh saluran transmisi berhubungan dengan daya yang disalurkan ke beban: S = √3 V I Dengan S, daya yang disalurkan (kVA), V tenganan phase ke phase (kV) dan I arus (A)
Tekanan Medan Listrik Faktor penting dalam aplikasi tegangan tinggi: kekuatan dielektrik bahan isolasi dan tekanan medan listrik yang dialami oleh system isolasi. Tekanan elektris yang dialami oleh system isolasi sebanding dengan gradient tegangan dan intensitas medan listrik:
dengan = tegangan (gradient) ,
merupakan komponen vector posisi
Tekanan Medan Listrik
Kekuatan dielektrik = tekanan dielektrik maksimum yang dapat dipikul oleh material tanpa mengalami breakdown. Kekuatan breakdown elektris suatu bahan sangat dipengaruhi oleh : suhu, kelembapan, konfigurasi medan pada material, jenis bahan electrode, kondisi permukaan elektroda dsb.
Material Isolasi dan dielektrik Dielektrik gas Paling umum : udara Bahan lain : Nitrogen , Sulphurhexafluoride SF6 dan campuran CO2 and N2 . Vacuum sebagai Dielektik Vacuum dalam orde 10‐5 Torr atau lebih rendah menghasilkan system isolasi yang sangat baik. Dielektrik cair Material cair organic, minyak isolasi mineral, campuran bahan natural dan sintetis Dielektrik solid Sangat beragam Bahan paling banyak digunakan : XLPE, PVC, keramik, kaca, karet, resin, plastic yang diperkuat, polypropylene, kertas, pressboard, bakelite, Teflon, dll
Sumber kepustakaan 1. Ryan HM., “High Voltage Engineering and Testing” Peter Peregrinus Behalf IEE, 1998. 2. Tobing Bonggas L.., “Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi”, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2003. 3. Sirait, K.T., at al,”Teknik Tegangan Tinggi” Diktat Kuliah ITB, 1986. 4. Kuffel, E & W.S. Zaengl, High Voltage Engineering, Pergamon Press, Oxford, 1984 5. Gallagher, T.J. & Pearmin A.J., High Voltage Measurement, Testing and Design, John Willey &Sons, New York, 1983 6. Arismunandar A., “Teknik Tegangan Tinggi” Paradnya Paramita, Jakarta, 1984. 7. Kind, D.,”Pengantar Teknik Eksperimnetal Tegangan Tinggi, Penerbit ITB Bandung.
Plagiat, Curang dan Kolusi Plagiat termasuk mencopy seluruh atau sebagain karya orang lain dan mengakuinya sebagai karya sendiri. Juga termasuk mengambil ide orang lain tanpa memberikan referensi yang memadai. Curang : melakukan tindakan tidak pantas untuk mendapatkan keuntungan tidak wajar dalam mengerjakan tugas atau ujian. Kolusi : kerjasama dalam mengerjakan tugas atau ujian tanpa persetujuan pengawas/dosen. Pelanggaran terhadap praktik plagiat, curang atau kolusi dapat berupa pengurangan nilai dan/atau dinyatakan gagal dalam mata kuliah
