Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang

Transkripsi

1 UJI TEGANGANTEMBUS UDARA PADA TEKANAN DAN TEMPERATUR YANG BERVARIASI MENGGUNAKAN ELEKTRODA BOLA Arif Wibowo 1, Abdul Syakur, ST.MT. 2, Ir. Agung Nugroho 3 Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang ABSTRAK Isolasi adalah salah satu bentuk peralatan tegangan tinggi yang berfungsi memisahkan dua atau lebih penghantar listrik yang bertegangan, sehingga antara penghantar tidak terjadi lompatan api atau percikan api. Secara umum isolasi dibagi menjadi 3 (tiga) macam yaitu isolasi padat, cair dan gas. Kemampuan isolasi dalam menahan tegangan mempunyai batas-batas tertentu sesuai dengan material penyusun dan lingkungan sekitarnya. Apabila tegangan yang diterapkan melebihi kuat medan isolasi maka akan terjadi tembus atau breakdown yang menyebabkan terjadinya aliran arus antara peralatan tegangan tinggi. Kekuatan isolasi gas dipengaruhi beberapa hal antara lain temperatur, kelembaban, angin, tingkat kontaminasi udara dan tegangan yang diterapkan. Adanya kenaikan temperatur, kontaminasi udara dari bahan organik atau anorganik akan mempengaruhi kekuatan isolasi dalam mencegah terjadinya tembus antar dua peralatan tegangan tinggi yang diisolasi. Pemodelan peralatan tegangan tinggi dengan elektroda bola homogen dimaksudkan untuk mengetahui tegangan tembus udara antara keduanya jika terjadi perubahan terhadap lingkungan sekitar berupa ionisasi thermis dan tekanan udara melalui pengujian di laboratorium tegangan tinggi. Penerapan peralatan tegangan tinggi yang menggunakan elektroda homogen untuk melindungi isolator dari tegangan lebih eksternal yang disebabkan oleh petir atau tegangan lebih internal yang disebabkan oleh switching surge. Teknik analisis data menggunakan cara analisis data kualitatif interpretatif dan analisis statistik secara elementer, yang digunakan sejak awal penelitian dimulai, diantaranya dalam memilih obyek, sample, mengklasifikasikan simbol hingga kesimpulan akhir penelitian. Analisis data secara statistik digunakan untuk memperkirakan kemungkinan tembus yang terjadi. I. PENDAHULUAN Latar Belakang Udara termasuk isolasi jenis gas yang banyak digunakan untuk mengisolasi peralatan listrik tegangan tinggi. Penerapan peralatan tegangan tinggi yang menggunakan elektroda homogen untuk melindungi isolator dari tegangan lebih eksternal yang disebabkan oleh petir atau tegangan lebih internal yang disebabkan oleh switching surge. Isolasi antar elektroda menggunakan isolasi gas berupa udara yang kenyataannya akan mengalami perubahan karena iklim seperti panas matahari, hujan, kontaminasi asap dari hasil pembakaran yang berasal dari kendaraan bermotor, rumah tangga, industri, rokok, sampah. Untuk mengetahui besarnya tegangan tembus udara antara medan yang seragam dengan variasi tekanan dan temperatur maka dilakukan pemodelan berupa elektroda bola dengan material elektroda bola terbuat dari alumunium. Tujuan Tujuan penulisan adalah untuk mengamati karakteristik dan menganalisa perubahan tegangan tembus pada isolasi gas berupa udara yang disebabkan oleh kenaikan tekanan dan temperatur yang bervariasi dalam medan homogen menggunakan elektroda bola. Pembatasan Masalah Pembatasan tugas akhir ini sebagai berikut : 1. Penempatan elektroda adalah horizontal dan tegak lurus atau 90 o dengan pijar dalam ruang uji. 2. Jarak antara elektroda jarum 10 mm dan besarnya tetap untuk berbagai keadaan pengujian. 3. Variasi tekanan udara berada dikisaran 7 mmhg, tekanan dalam ruang uji diatur dengan cara memompakan udara ke dalam ruang uji antara 0 22 mmh 2 O dengan suhu ruang konstan Variasi temperatur dalam ruang uji diatur dengan menggunakan pijar Philips dengan daya yang bervariasi antara W tanpa tekanan udara. 5. Isolasi gas yang digunakan adalah udara. 6. Komposisi udara normal adalah 78 % nitrogen, 21 % oksigen dan 1 % uap air, karbondioksida, dan gas-gas lainnya. II. DASAR TEORI Proses Dasar Ionisasi Inonisasi adalah proses munculnya ion disekitar elektroda karena meningkatnya tegangan yang diterapkan. Tegangan yang menyebabkan elektron keluar untuk pertama kalinya disebut tegangan insepsi. Kegagalan listrik yang terjadi di udara tergantung dari jumlah elektron bebas yang ada di udara. Penyebab tembus antara lain tekanan, temperatur, kelembaban, konfigurasi medan, tegangan yang diterapkan, material elektroda, kondisi permukaan elektroda. Pembangkitan ion antara lain dengan cara benturan (collision) elektron, ionisasi thermal, fotoionisasi dan pelepasan (detachment) elektron. 2.2 Proses De-Ionisasi Proses de-ionisasi adalah kebalikan dari proses ionisasi. Proses ini terdiri dari kehilangan elektron dengan cara rekombinasi, penggabungan (attachment) elektron dan difusi. 2.3 Proses Dasar Kegagalan Gas Proses dasar ada dua jenis yaitu : a. Proses atau mekanisme primer, yang memungkinkan terjadinya banjiran (avalanche) elektron. b. Proses atau mekanisme sekunder, yang memungkinkan terjadinya peningkatan banjiran elektron. Proses terpenting dalam mekanisme primer adalah proses katoda, yaitu salah satu elektroda melepaskan elektron yang mengawali terjadinya kegagalan percikan. Fungsi kerja elektroda ada 2 (dua) yaitu elektroda dengan potensial tinggi (anoda) dan elektroda dengan potensial yang lebih rendah (katoda). Fungsi elektroda pelepas elektron adalah menyediakan elektron awal yang harus dilepaskan, mempertahankan pelepasan dan menyelesaikan pelepasan. 1. Mahasiswa teknik elektro 2. Pembimbing 1 3. Pembimbing 2 1

2 Mekanisme Kegagalan Townsend Pada mekanisme primer, medan listrik yang ada di antara elektroda akan menyebabkan elektron yang dibebaskan bergerak cepat, sehingga timbul energi yang cukup kuat untuk menimbulkan banjiran elektron. Jumlah elektron n e yang terdapat dalam banjiran elektron pada lintasan sejauh dx akan bertambah dengan dn e elektron. Persamaan ambang dapat ditulis sebagai berikut : V s = h (pd)...(2.1) Hubungan ini dikenal dengan hukum Paschen Mekanisme Kegagalan Streamer Mekanisme Streamer (Raether, Loeb dan Meek) menjelaskan pengembangan pelepasan percikan langsung dari banjiran tunggal dimana muatan ruang yang terjadi karena banjiran itu sendiri mengubah banjiran tersebut menjadi streamer plasma. Sesudah itu daya hantar naik dengan cepat dan kegagalan terjadi dalam alur banjiran ini. Ciri utama teori kegagalan streamer, disamping proses ionisasi benturan ( ) Townsend, adalah postulasi sejumlah besar fotoionisasi molekul gas dalam ruang di depan streamer dan pembesaran medan listrik setempat oleh muatan ruang ion pada ujung streamer. Muatan ruangan ini menimbulkan distorsi medan dalam. Ion-ion positif dapat dianggap stationer dibandingkan dengan elektron-elektron yang bergerak lebih cepat, dan banjiran terjadi pada dalam bentuk awan elektron yang membelakangi muatan ruang ion positif. Streamer dibedakan menjadi 2 (dua) jenis yaitu : a. Positif, atau streamer yang mengarah ke katoda. b. Negatif, atau streamer yang menuju ke anoda. Teori tentang streamer positif menjelaskan bahwa pada waktu banjiran telah menyeberangi, elektron-elektron tersedot ke dalam anoda, ion-ion tinggal dalam membentuk kerucut. Medan muatan ruang yang tinggi terjadi dekat anoda tetapi di tempat lain dengan kerapatan ion rendah, dan karena itu kehadiran ion-ion positif saja tidak akan menimbulkan kegagalan dalam. Namun, akan timbul fotoelektron-fotoelektron dalam gas yang mengelilingi banjiran yang disebabkan oleh pancaran foton-foton gas yang terionisasi pada tangkai (stem) banjiran. Elektron-elektron ini mengawali timbulnya banjiran bantu (auxiliary), yang jika medan muatan ruang yang terjadi karena banjiran utama kirakira sama besarnya dengan medan luar, akan mengarah kepada tangkai banjiran utama. Pelipat gandaan terbesar dalam banjiran bantu ini terjadi sepanjang sumbu banjiran utama di mana medan muatan ruang menunjang medan luar. Ion-ion positif yang tertinggal di belakang banjiran akan memanjang dan mengintensitas muatan ruang banjiran utama kearah katoda, dan proses ini berkembang menjadi streamer atau kanal yang merambat sendiri, artinya tindakan ini membentuk plasma penghantar yang memperdekat jarak antara katoda dan anoda. Sesudah itu streamer terus memanjang sehingga merentangi membentuk saluran penghantar berupa gas terionisasi antara elektroda Kegagalan Dalam Medan Seragam Karakteristik tegangan gagal pada medan seragam menurut hukum Paschen adalah sebagai fungsi dari panjang dan rapat gas relatif. Tegangan tembus pada medan seragam pada tekanan kurang dari sama dengan tekanan atmosfir mengikuti secara ketat mekanisme Townsend. Pada tekanan di atas tekanan atmosfir, berlaku mekanisme streamer. Pembentukan tembus menurut Townsend adalah jika diantara dua elektroda terdapat satu elektron saja di dekat katoda dengan kuat medan yang cukup besar maka elektron tersebut akan mampu menghasilkan ionisasi tubrukan dalam perjalanannya ke anoda. Tabrakan pertama akan menghasilkan satu elektron yang juga akan manabrak molekul dan akan menghasilkan elektron. Penambah jumlah elektron dalam alirannya menuju anoda disebut avalanche. Gerakan elektron yang meninggalkan ion mempunyai kecepatan yang lebih lambat dan akan menuju anoda. Jumlah dari ion positif yang terbentuk di antara dua elektroda adalah sebagai akibat dari lepasnya elektron dari katoda. 2.4 Udara Udara adalah salah satu bentuk gas di alam yang secara umum terdiri dari 78 % nitrogen, 21 % oksigen dan 1 % uap air, karbondioksida, dan gas-gas lainnya. Udara ideal adalah gas yang hanya terdiri dari molekulmolekul netral, sehingga tidak dapat mengalirkan arus listrik. p. V m. R. T...(2.2) p = tekanan absolut (N /m 2 ) V = volume ruang (m 3 ) T = suhu absolut ( o K) R = konstanta gas spesifik udara 287 J/(kg. o K) 2.5 Faktor Koreksi Keadaan Udara Untuk mengkoreksi hasil pengujian terhadap tekanan dan suhu dipakai rumus sebagai berikut : V V s = B...(2.3) d b d = B ,386 b x B...(2.4) t B 273 t B V s = tegangan lompatan pada keadaan standar (kv) V B = tegangan lompatan yang diukur pada keadaan sebenarnya (kv) d = kepadatan udara relatif (relative air density) b B = tekanan udara pada waktu pengujian (mm Hg) t B = suhu keliling pada waktu pengujian ( o C) Hal ini karena, pengujian tidak dilakukan pada temperatur dan tekanan standar. Sebagai koreksi terhadap kelembaban udara mutlak dipakai rumus empiris sebagai berikut : V s = V B. k H... (2.5) K H = faktor koreksi Apabila persamaan (2.3) dan (2.5) digabungkan, maka didapat rumus koreksi untuk mendapatkan keadaan atmosfer standar : k V s = V H B...(2.6) d Oleh karena sifatnya yang empiris, maka faktor koreksi k H tidak dapat dianggap tepat dan tidak lu dapat dipakai. Oleh sebab itu, hanya persamaan (2.3) yang dipergunakan, dengan keterangan harga kelembaban udara pada waktu pengujian dilakukan. 2.6 Kelembaban Kelembaban didefinisikan sebagai besarnya kandungan uap air dalam udara. Rasio kelembaban ( ω ) adalah berat atau massa air yang terkandung dalam setiap kilogram udara kering. p ω = 0,622 s...(2.7) p t - p s ω = rasio kelembaban (kg uap air /kg udara kering) = tekanan atmosfer (kpa) p t

3 3 P s = tekanan parsial uap air dalam keadaan jenuh (kpa) Kelembaban relatif ( ) diperoleh dari pengukuran langsung dengan hygrometer. mengurangi penggunaan isolasi dan faktor keamanan dari peralatan serta lingkungan sekitar laboratorium uji tegangan tinggi. 2.7 Pengukuran tekanan pengujian menggunakan manometer air pipa U. Prinsip kerja manometer berdasarkan tekanan hidrostatis yang disebabkan oleh fluida diam. Udara luar pa Gambar 2.1 Manometer H 2 O pipa U pa = p o + p. g. h... (2.8) p = massa jenis air = 1000 kg /m 3 p o = tekanan udara luar (N /m 2 ) pa = tekanan absolut yang diukur (N /m 2 ) g = gravitasi, (9,8 m /detik 2 ) 2.8 Standarisasi Untuk Isolasi Udara Di Indonesia dan Eropa, frekuensi yang digunakan adalah 50 Hertz. Sejumlah standar baku (IEC-Publication 52 tahun 19) telah menyatakan jarak bebas yang minimum serta nilai tegangan tembus pada kondisi baku (b = 1013 mbar, t = 20 o C) untuk berbagai diameter bola D sebagai fungai besar bola s adalah : U do = f (D,s)... (2.9) Kelembaban udara tidak mempengaruhi tegangan tembus dari bola, tetapi nilainya perlu dicantumkan saat pengukuran. Standarisasi uji kegagalan dalam gas hanya untuk benda uji dengan elektroda bola oleh karena perbandingannya didasarkan pada besarnya tegangan tembus. III. p o H 2 O SPESIFIKASI PERALATAN DAN METODOLOGI PENGUJIAN h Akhir h Awal 3.1 Peralatan Dan Bahan Peralatan yang digunakan meliputi unit pembangkit tegangan tinggi bolak-balik, elektroda bola, thermometer, box uji, heater yang berupa 25,, 75 dan 100 watt, tegangan rendah bolak balik 220 V F-N frekuensi 50 Hz, manometer air dan pompa udara Ruang Uji Ruang uji dari bahan plastik acrylic yang tahan terhadap temperatur sampai 180 o R. Box uji mempunyai dimensi luar yaitu panjang 180 mm, lebar 100 mm dan tinggi 2 mm. Volume ruang uji adalah 4680 cm 3 atau sama dengan 0, m 3. Box uji digunakan untuk meletakkan elektroda bola, heater dan sebagai boundary gas serta panas yang dimasukkan dalam sistem saat pengujian tegangan tembus Elektroda Bola Elektroda bola yang digunakan untuk pengukuran tegangan tembus dielektrik udara dibuat dengan menggunakan bahan alumunium dengan diameter 50 mm dan panjang 70 mm. Jarak elektroda akan mempengaruhi tegangan tembus yang diterapkan pada isolasi udara. Jarak elektroda pada pengujian adalah 10 mm. Jarak yang pendek digunakan untuk Gambar 3.1 Elektroda bola Temperatur Pengujian Temperatur pengujian didasarkan pada data temperatur rata-rata harian di Indonesia oleh stasiun Geofisika Bandung. Temperatur pengujian diatur berdasarkan data diatas, mulai dari o C sampai dengan 52 o C pada kondisi kering dengan cara menyalakan hingga temperatur udara dalam box uji sesuai dengan yang diharapkan Massa Udara Massa udara yang dimasukkan dalam box uji ditentukan dengan melihat beda tekanan ruang uji. Gas udara yang ditambahkan bervariasi dengan tekanan 2 22 mm H 2 O Pengukur Prinsip pengukurannya dengan mengukur beda ketinggian sebelum dan sesudah gas dimasukkan dalam ruang uji dengan bantuan fluida pengukur berupa air (H 2 O) dengan massa jenis ( ) 1000 kg /m Pengesetan Peralatan Dan Perencanaan Pengujian Sebelum pengujian peralatan perlu diperiksa untuk memastikan rangkaian terpasang dengan benar. Perencanaan untuk mempermudah dan mengurutkan proses pengujian agar waktu pelaksanaan pengujian menjadi lebih cepat. IV. DATA DAN ANALISA Proses pengambilan data dilakukan di laboratorium tegangan tinggi dengan beberapa kondisi pengujian untuk mengetahui karakteristik masing-masing keadaan pengujian. Hasil pengujian. Pengujian isolasi udara menggunakan 25W 0,25. Tabel 4.1 Data pengujian isolasi udara menggunakan 25 W Philips C 33 0 C 34 0 C 35 0 C 1 0 C 36 0 C ,55 21,9 21,98 21,6 22,1 22, ,89 22,07 21,27 21,35 21,72 21, ,94 22,18 21,25 22,23 21,78 21, ,29 22,13 21,87 21,34 21,93 21, ,21 21,78 22,87 22,15 21,38 21, , 21,93 22,13 22,25 21,93 21,70 Mean 22,03 21,99 21,89 21,82 21,80 21,79 Standar 0,2935 0,1532 0,33 0,4385 0,2476 0,2286

4 4 Pengujian isolasi udara menggunakan W 0,80. Tabel 4.2 Data pengujian isolasi udara menggunakan W Philips pada waktu Pengujian isolasi udara menggunakan 75W 1,0. Tabel 4.3 Data pengujian isolasi udara menggunakan 75 W Philips pada waktu C 40 0 C 45 0 C 47 0 C 1 0 C 50 0 C ,83 20,44 20,31 20,27 20,15 20, ,81 20,61 20,41 20,16 20,29 20, ,32 20,28 20,25 20,25 20,19 20, ,38 20,23 19,87 20,19 20,22 20, ,25 20,38 20,27 20,26 20,25 20, ,27 20,23 20,33 20,25 20,22 20,05 Mean 20,47 20,36 20,24 20,23 20,22 20,20 Standar 0,2697 0,1479 0,1896 0,0442 0,0481 0, Pengujian isolasi udara menggunakan 100W 1,4. Tabel 4.4 Data pengujian isolasi udara menggunakan 100 W Philips pada waktu C C C 46 0 C C 52 0 C ,55 20,9 20,68 20,22 22,1 22, ,09 20,07 20,27 20,55 19,72 19, ,04 20,18 20,15 20,13 19,78 19, ,29 20,13 20,17 19,84 19,93 19, ,21 20,18 19,87 20,15 19,38 19, ,3 19,93 20,13 20,1 19,93 19,7 Mean 20,24 20,23 20,21 20,16 20,14 20,12 Standar 0,1818 0,3404 0,2652 0,2291 0,2476 0, Pengujian isolasi udara dengan tekanan udara 2, 6, 10, 14, 18, 22 mmh 2 O. Tabel 4.5 Pengujian isolasi udara dengan tekanan udara 2, 6, 10, 14, 18, 22 pada temperatur 0 C. (mm ) C C C 43 0 C C 46 0 C ,36 21,18 21,69 20,46 20,55 20, ,36 21,81 21,15 20,84 20,69 20, ,41 21,43 21,87 21,12 20,75 20, ,55 21,55 20,92 20,92 20,75 20, ,26 21,21 20,61 21,09 21,16 21, ,47 21,15 20,75 20,89 21,03 20,79 Mean 21,40 21,38 21,16 20,88 20,82 20,82 Standar 0,1002 0,2598 0,5124 0,2371 0,2277 0,1839 Udara normal,, kelembaban 61% ,58 22,01 22,61 23,27 24,08 24, ,29 21,61 22,64 23,27 23,50 24, ,72 21,84 22,33 23, 23,24 24, ,61 21,29 22,04 22,96 23, 24, ,44 21,72 21,93 23,19 23,73 24, ,29 21,81 22,15 22,90 23,44 24,33 Mean 21,48 21,71 22,28 23,14 23,54 24,42 Standar 0,1776 0,2463 0,2959 0,1740 0,3119 0,1892 Kemudian data diatas diolah sehingga dapat diperoleh nilai perhitungan yang diinginkan. 4.2 Data perhitungan tegangan tembus yang telah dikoreksi terhadap tekanan dan temperatur Kondisi pengujian Tanpa tekanan (2 mm (6mm (10 mm (14 mm (18 mm (22 mm Temperatur 25W 0,25 W 0,80 75W 1,0 100W 1,4 ( o C) Kepadatan udara relatif (d) V B (kv) V s (kv) Rasio kelembaban (kg uap air /kg udara kering) 0, ,03 23, , , ,99 23, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 0, , , , 0, , , , , , , , , ,

5 5 Faktor koreksi (d) digunakan untuk mendapatkan nilai tegangan tembus standar terhadap temperatur standar (20 o C) dan tekanan standar (7 mm Hg). Perumusan nilai kepadatan udara relatif sesuai dengan IEC 52 tahun 19. Nilai kelembaban dicantumkan hanya sebagai informasi sesuai dengan pernyataan yang tertera sub bab 2.5. Pengaruh temperatur terhadap tegangan tembus udara dapat digambarkan sebagai berikut. GRAFIK PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP TEGANGAN TEMBUS TEGANGAN TEMBUS (kilo Volt) 22,50 22,00 21,50 21,00 20,50 20, TEMPERATUR (DERAJAT CELCIUS) Lampu 25 W (tekanan =0 mmh2o) Lampu W (tekanan =0 mmh2o) Gambar 4.1 Grafik pengaruh temperatur terhadap tegangan tembus udara. Massa total udara adalah massa udara awal ditambah massa udara yang dimasukkan dalam ruang uji. Massa udara awal dan massa udara total dapat diketahui melalui perhitungan. Laju aliran massa udara secara umum dapat digambarkan dalam diagram Sankey. Massa mula-mula udara campuran Gambar 4.2 Diagram Sankey laju aliran massa udara. Semakin besar jumlah udara maka tegangan tembus juga akan semakin besar. Hal ini karena udara bersifat non konduktif. Secara grafik tekanan udara dengan tegangan tembus standar pada beberapa kondisi dapat digambarkan sebagai berikut. Grafik 4.3 Pengujian isolasi udara dengan tekanan udara 2, 6, 10, 14, 18, 22. Massa udara yang dimasukkan m 1 TEGANGAN TEMBUS (kilo Volt) 24,25 23,75 23,25 22,75 22,25 21,75 21,25 Lampu 75 W (tekanan =0 mmh2o) Lampu 100 W (tekanan =0 mmh2o) Massa akhir udara campuran Dari data diatas terlihat bahwa kenaikan tekanan udara tiap satuan massa akan mempengaruhi tegangan tembus bola. Semakin besar kenaikan tekanan udara maka makin m 2 m out GRAFIK TEGANGAN TEMBUS SAAT PENGUJIAN TERHADAP TEKANAN PADA SUHU 0 C TEKANAN ( mmh2o) Tegangan tembus saat pengujian besar pula tegangan tembus pada udara. Besarnya kenaikan tekanan udara yang masuk belum tentu se-linier atau berbanding lurus dengan tegangan tembus. Hal ini karena tegangan tembus dipengaruhi faktor lain seperti kelembaban, tekanan, komposisi udara. Menurut (IEC 52 tahun 19 kelembaban udara akan menyebabkan tegangan tembus semakin besar (The distruptive voltage of a sphere-gap increases with increases humidity of the air). Nilai Pengaruh Udara Dan Temperatur Terhadap Tegangan Tembus Kenaikan temperatur akan menyebabkan tegangan tembus bola dengan media udara menjadi semakin mudah. Sebaliknya, apabila jumlah massa udara yang berada dalam ruang uji dinaikkan maka akan terjadi perubahan besarnya nilai tegangan tembus, dengan kata lain tegangan tembus berbanding lurus dengan kenaikan tekanan tetapi berbanding terbalik dengan kenaikan temperatur. Peningkatan tekanan menunjukkan bahwa kadar udara yang berada dalam ruang uji semakin banyak. Dari data yang telah ada dapat diketahui nilai perkiraan (estimate value) sebagai berikut. a. Kondisi 1. Lampu 25 W 0,25 tanpa tekanan. 1) Tegangan tembus akan turun sebesar 0, kv 2) Kenaikan range temperatur antara o C - 52 o C. b. Kondisi 2. Lampu W 0,8 tanpa tekanan. 1) Tegangan tembus akan turun sebesar 0,0398 kv 2) Kenaikan range temperatur antara o C - 52 o C c. Kondisi 3. Lampu 75 W Philips; 1,0 tanpa tekanan. 1) Tegangan tembus akan turun sebesar 0, kv 2) Kenaikan range temperatur antara o C - 52 o C. d. Kondisi 4. Lampu 100 W Philips; 1,4 tanpa tekanan. 1) Tegangan tembus akan turun sebesar 0,0085 kv 2) Kenaikan range temperatur antara o C - 52 o C. e. Kondisi 5. Tanpa dengan tekanan udara 22 2 mm air. 1) Tegangan tembus akan turun sebesar 0,0294 kv setiap terjadi penurunan tekanan udara 1 (satu) mm air. 2) Temperatur konstan o C. Secara tabel kenaikan tegangan tembus untuk beberapa kondisi diatas sebagai berikut. Tabel 4.4 Data nilai perkiraan penurunan tegangan tembus standar terhadap tekanan dan temperatur. Kondisi pengujian Penurunan Tegangan tembus (kv) 1. Lampu 25W 0,25 0,0265 tanpa tekanan 2. Lampu W 0,8 0,0398 tanpa tekanan 3. Lampu 75W Philips; 1,0 0,0138 tanpa tekanan 4. Lampu 100W Philips; 1,4 0,0085 tanpa tekanan 5. Tanpa dengan tekanan 0,0294 udara 22 2 mm air Dari tabel diatas terlihat jelas bahwa perubahan massa udara dalam volume tertentu akan mengakibatkan

6 6 perubahan terhadap tegangan tembus elektroda yang berada dalam volume tersebut. Semakin besar massa udara yang dimasukkan maka diperlukan tegangan yang lebih tinggi untuk proses terjadinya tembus udara. Tabel dibuat berdasarkan nilai rata-rata. Hal ini dapat dilakukan jika data yang ada bersifat relatif homogen dan dapat dilihat dari nilai standar. V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil pengukuran dan perhitungan tegangan tembus gas dengan dielektrik udara, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Kenaikan temperatur dan tekanan sekitar elektroda mengakibatkan tegangan tembus udara semakin kecil karena elektron memperoleh energi panas, sehingga terjadinya proses ionisasi semakin cepat. 2. Tegangan tembus udara berbanding lurus dengan tekanan dan prosentase udara, akan tetapi berbanding terbalik dengan kenaikan temperatur. Hal ini karena udara sebagai gas elektronegatif memiliki sifat elektrik non konduktif. Tegangan tembus berbanding lurus dengan kelembaban udara (International Electrotechnical Commission Publication 52 tahun 19 : 23). 3. Pada kondisi 1. Lampu 25W 0,25 tanpa tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0, kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat 4. Pada kondisi 2. Lampu W 0,8 tanpa tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0398 kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat 5. Pada kondisi 3. Lampu 75W Philips; 1,0 tanpa tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0, kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat 6. Pada kondisi 4. Lampu 100W Philips; 1,4 tanpa tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0085 kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat 7. Pada kondisi 5. tanpa temperatur konstan o C dengan tekanan udara 22 2 mm air, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0294 kv setiap terjadi penurunan tekanan udara 1 (satu) mm air. 5.2 Saran Saran yang dapat dikemukakan bagi para pembaca dan peminat dalam bidang isolasi gas yang berupa udara, dapat meneruskan penelitian ini dengan tegangan searah dan atau tegangan impuls. DAFTAR PUSTAKA 1. Arismunandar, A, Teknik Tegangan Tinggi Suplemen, Ghalia, , Teknik Tegangan Tinggi, PT. Pradnya Paramita, Jakarta, Hilton, Nils. High Voltage Laboratory Planning, Emil Haefely and Cie AG, Bassel-Switzerland, Kind, Dieter, An Introduction ti High Voltage Experimental Technique, Willev Eastern Limited , Pengantar Teknik Eksperimental Tegangan Tinggi terjemahan K.T. Sirait, ITB, Bandung , High Voltage Insulation Technology, Indian Institut of Technology, India Maller and Naidu, et al, High voltage Engeneering, second edition, Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi, Sirait Teknik Tegangan Tinggi, ITB, Syakur, Abdul, Modul Praktikum Gejala Medan & Tegangan Tinggi, Laboratorium Konversi Energi dan Sistem Tenaga Listrik Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNDIP, Semarang, 2004 Pembimbing I Arif Wibowo (L2F 3426) Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik universitas Diponegoro Semarang dengan pilihan Konsentrasi Tenaga Liatrik Menyetujui, Dosen Pembimbing Pembimbing II Abdul Syakur, ST.MT. Ir. Agung Nugroho NIP NIP