BAB II TINJAUAN PUSTAKA. dengan bagian peralatan yang terhubung secara fisik dengan tanah. berfungsi sebagai penggantung atau penopang konduktor [2].

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Isolator Pada instalasi tenaga listrik dan peralatan listrik dijumpai konduktorkonduktor yang berbeda potensialnya, sehingga dibutuhkan isolator untuk mengisolir konduktor dengan konduktor, maupun mengisolir konduktor dengan bagian peralatan yang terhubung secara fisik dengan tanah. Pada transmisi hantaran udara suatu konduktor dengan konduktor lain diisolir dengan udara, sedangkan konduktor dengan menara atau tiang pendukung diisolir oleh bahan isolasi padat yang disebut isolator. Jadi, isolator berfungsi sebagai pendukung konduktor dan sekaligus memisahkan konduktor bertegangan dengan konduktor bertegangan nol. Selain itu isolator juga digunakan dalam jaringan distribusi hantaran udara, dimana isolator berfungsi sebagai penggantung atau penopang konduktor [2]. Dalam sub-bab ini akan dibahas tentang jenis-jenis isolator hantaran udara, bahan dielektrik isolator, dan juga karakteristik elektrik dari isolator tersebut Jenis Isolator Hantaran Udara Jika dilihat dari lokasi pemasangan, isolator terdiri dari : 1. Isolator pasangan dalam (indoor) 2. Isolator pasangan luar (outdoor) 4

2 Dilihat dari fungsinya isolator terdiri dari isolator pendukung dan isolator gantung (suspension). Isolator pendukung terbagi atas tiga jenis, yaitu : 1. Isolator pin Digunakan untuk jaringan distribusi hantaran udara tegangan menengah, dipasang pada palang tiang tanpa beban tekuk. Isolator ini dapat juga digunakan untuk tiang yang mengalami beban tekuk, dalam hal ini isolator dipasang ganda pada palang ganda. Bentuk isolator pin dapat dilihat pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Isolator pin 2. Isolator post Digunakan untuk pasangan dalam, antara lain sebagai penyangga rel daya pada panel tegangan menengah. Isolator jenis post tidak bersirip karena umumnya dirancang untuk pasangan dalam, seperti pada Gambar

3 Gambar 2.2 Isolator Post 3. Isolator pin-post Digunakan untuk jaringan distribusi hantaran udara tegangan menengah, dipasang ada tiang yang mengalami gaya tekuk. Bentuk isolator pin-post dapat dilihat pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Isolator Pin-post Komponen isolasi dari isolator pin-post terbuat dari keramik. Bagian logam isolator pin-post terbuat dari besi tuang, besi tempa, atau baja yang digalvanis cukup panas. Isolator pin-post memiliki karakteristik elektrik, karakteristik mekanik, dan karakteristik dimensi. Karakteristik isolator pin-post berdasarkan SPLN 10-4A:1994 dapat dilihat pada tabel di bawah ini [3] : 6

4 Tabel 2.1 Karakteristik isolator pin-post Penandaan isolator pin-post Tegangan ketahanan impuls petir (kv) Tegangan ketahanan frekuensi kerja basah (kv) Jarak rambat nominal minimum (mm) Beban gagal tekuk minimum (kn) Tinggi total nominal *) H (mm) Diameter nominal minimum fiting logam bawah d (mm) Ulir lubang tengah fiting logam bawah Diameter nominal maksimum badan isolasi D (mm) P 8 ET 125 N M P 12,5 ET 125 N , M P 12,5 ET 150 L , M P 12,5 ET 170 L , M P 12,5 ET 200 L , M *) Toleransi yang diizinkan : ± 8% dari tinggi total minimal Dimana arti dari kode penandaan isolator : P = Isolator pin-post 8/12,5 = Beban gagal tekuk minimum E T = Penyangga bagian logam eksternal = Jenis ikat atas 125/150/170/200 = Tegangan ketahanan impuls petir L/N = Jarak rambat panjang (L) atau normal (N) 7

5 Isolator gantung dilihat dari bentuknya terdiri dari 2 jenis, yaitu isolator piring (Gambar 2.4a) dan isolator batang tonggak (Gambar 2.4b). (a) Isolator piring (b) Isolator batang Gambar 2.4 Bentuk-bentuk Isolator Gantung Bahan Dielektrik Isolator Pada umumnya sekarang ini ada tiga jenis bahan dielektrik yang digunakan untuk isolator, yaitu porselen (keramik), gelas/kaca, dan bahan komposit. Berikut akan dijelaskan mengenai ketiga jenis bahan dielektrik tersebut. 1. Porselen Bahan porselen atau keramik terbuat dari tanah liat china (china clay) yang mengandung aluminium silikat. Aluminium silikat ini dicampur dengan plastik kaolin, feldspar dan kuarsa. Campuran ini dipanaskan pada tempat pembakaran dengan suhu yang dapat diatur. Bagian luarnya dilapisi dengan bahan glazur agar bahan isolator tersebut tidak berpori-pori. Dengan lapisan glazur ini permukaan isolator menjadi licin dan mengkilat, sehingga tidak dapat menghisap air [1]. Kekuatan dielektrik 8

6 porselen untuk sampel uji yang tebalnya 1,5 mm adalah kv rms /mm. Kekuatan mekanisporselen standar berdiameter 2-3 cm adalah kg/cm 2 untuk beban tekan; 700 kg/cm 2 untuk beban tekuk; dan 300 kg/cm 2 untuk beban tarik. Pada Gambar 2.5 diperlihatkan isolator dari bahan porselen. (a) Isolator piring (b) Isolator pin Gambar 2.5 Isolator dari Bahan Porselen 2. Gelas Selain porselen, bahan gelas juga banyak digunakan sebagai bahan dielektrik isolator. Isolator gelas lebih murah daripada porselen, tetapi lebih mudah pecah di bandingkan porselen. Didalam gelas terdapat kandungan alkali yang akan menambah sifat higroskopis permukaan isolator sehingga konduktivitas permukaan isolator semakin besar. Kekuatan dielektrik gelas alkali tinggi adalah 17,9 kv rms /mm dan gelas alkali rendah adalah 48 kv rms /mm, yakni dua kali lebih tinggi daripada kekuatan dielektrik porselen. Dilihat dari proses pembuatannya isolator gelas terdiri dari dua jenis, yaitu gelas yang dikuatkan (annealead glass) dan gelas yang dikeraskan (hardened glass). Dari kedua jenis isolator gelas tersebut, isolator gelas yang dikeraskan lebih baik daripada 9

7 isolator gelas yang dikuatkan. Berikut dapat dilihat isolator dari bahan gelas pada Gambar 2.6. (a) Isolator piring (b) Isolator pin Gambar 2.6 Isolator dari Bahan Gelas 3. Bahan Komposit Isolator porselen dan gelas memiliki karakteristik elektrik yang baik, tetapi memiliki kelemahan, yaitu : massanya berat, mudah pecah dan kemampuannya menahan tegangan berkrang karena polutan yang mudah menempel pada permukaannya. Untuk mengatasi kelemahan tersebut di kembangkan jenis isolator komposit. Bahan komposit tertua untuk isolator adalah kertas. Tetapi akhir-akhir ini yang paling diminati dan terus dikembangkan adalah karet silikon. (silicon rubber). Struktur dari isolator komposit terdiri dari inti berbentuk tabung (rod) yang terbuat dari bahan komposit, sarung yang terbuat dari bahan komposit, fitting yang terbuat dari bahan logam dan bahan antarmuka (interface). Berikut dapat dilihat bentuk dan struktur isolator komposit pada Gambar

8 Gambar 2.7 Isolator Komposit Karakteristik Elektrik Isolator Ditinjau dari segi kelistrikan, isolator dan udara membentuk suatu sistem isolasi yang berfungsi untuk mengisolir suatu konduktor bertegangan dengan kerangka penyangga yang dibumikan sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir dari konduktor tersebut ke tanah. Ada dua hal yang dapat menyebabkan sistem isolasi ini gagal melaksanakan fungsinya, yaitu terjadi tembus listrik pada udara di sekitar permukaan isolator yang disebut peristiwa lewat-denyar (flashover) dan tembus listrik pada isolator yang menyebabkan isolator pecah. Kegagalan suattu isolator dapat terjadi karena bahan dielektrik isolator tembus listrik (breakdown) atau karena terjadinya lewat denyar udara pada permukaan isolator. Semua isolator dirancang sedemikian rupa hingga tegangan tembusnya jauh lebih tinggi daripada tegangan lewat denyarnya. Dengan demikian, dasar pemilihan kekuatan dieklektrik suatu isolator adalah tegangan lewat denyarnya. Kekuatan dielaktrik suatu isolator dan nilai tegangan tertinggi isolator yang tidak menimbulkan lewat 11

9 denyar, dapat diperkirakan dari tiga karakteristik dasar isolator, yaitu [2] : a) Tegangan lewat denyar bolak-balik keadaan kering Tegangan lewat denyar bolak-balik kering merupakan karaktersitik utama dari isolator yang dipasang pada ruangan tertutup. Tegangan lewat denyar ditentukan pada keadaan permukaan isolator kering dan bersih. Tegangan lewat-denyar dinyatakan pada keadaan standar, yaitu pada saat suhu udara 20 ºC dan tekanannya 760 mmhg. Tegangan lewat denyar kering pada sembarang suhu dan tekanan udara dapat ditentukan dengan Persamaan 2.1 ini [2] : 2.1 Dimana : V = Tegangan lewat denyar isolator pada sembarang keadaan udara Vs= Tegangan lewat denyar isolator pada keadaan standar = Faktor koreksi udara P = Tekanan udara T = Temperatur udara Persamaan 2.1 di atas merupakan persamaan umum dalam perhitungan faktor koreksi udara untuk menghitung tegangan lewat denyar standar ataupun tegangan lewat denyar pada suhu dan tekanan sembarang. 12

10 Tegangan lewat denyar bolak-balik isolator juga dipengaruhi oleh kondisi kelembaban udara. Jika Vs adalah tegangan lewat denyar isolator pada keadaan udara standar dan kelembaban 11 gr/m3, tegangan lewat denyar isolator pada sembarang suhu, tekanan dan kelembaban udara adalah [2] : 2.2 Dimana Kh adalah faktor koreksi yang tergantung pada kelembaban udara. b) Tegangan lewat denyar bolak-balik keadaan basah Tegangan lewat denyar bolak-balik basah suatu isolator merupakan gambaran kekuatan dielektrik isolator tersebut pada saat basah karena air hujan. Sifat air hujan yang membasahi suatu isolator dicirikan atas tiga hal, yaitu intensitas, arah dan konduktivitas air yang membasahi isolator tersebut. Oleh karena itu dalam pengujian tegangan lewat denyar bolak-balik basah suatu isolator, air yang membasahi isolator perlu distandarisasi. Menurut IEC, ciri air yang membasahi isolator saat pengujian adalah sebagai berikut: intensitas penyiraman 3 mm/menit, resistivitas air (r) = ohm-cm dan arah penyiraman air membentuk sudut 45º dengan sumbu tegak isolator. Tegangan lewat denyar bolak-balik basah suatu isolator juga tegantung pada kondisi udara. Jika lewat denyar terjadi pada suatu isolator basah, maka peluahan melintasi permukaan isolator yang 13

11 basah dan celah udara. Oleh karena itu, kenaikan tegangan lewat denyar bolak-balik basah akibat kenaikan tekanan udara terhadap tegangan lewat denyar basah semakin besar. Umumnya setengah dari lintasan peluahan merupakan celah udara. Dengan anggapan ini, tegangan lewat denyar basah pada sembarang tekanan udara dapat ditentukan Persamaan 2.3 berikut [2] : 2.3 Dimana Vs = tegangan lewat denyar basah pada tekanan udara standar c) Karakteristik tegangan-waktu Karakteristik tegangan-waktu digunakan untuk memperkirakan kekuatan dielektrik isolator jika memikul tegangan lebih surja akibat sambaran petir pada jaringan. Karakteristik tegangan-waktu ditentukan hanya pada keadaan isolator kering dan permukaannya bersih, karena penurunan kekuatan dielektrik isolator akibat air dapat diabaikan, hanya sekitar 2-3%. Karakteristik teganganwaktu diperoleh melalui pengujian isolator dengan tegangan impuls standar baik polaritas positif maupun polaritas negatif. Tegangan lewat denyar impuls pada sembarang suhu dan tekanan udara dihitung dengan Persamaan Isolator Terpolusi Dan Pengukuran Tingkat Bobot Polusi Isolator baik yang terpasang di ruang terbuka maupun tertutup, akan dilapisi oleh polutan yang terkandung di udara. Polutan ini dapat 14

12 mempengaruhi konduktivitas permukaan dari isolator tersebut sehingga dapat menyebabkan kegagalan isolasi. Beberapa jenis polutan yang sangat berpengaruh terhadap tahanan permukaan isolator adalah [4]: Garam. Garam ini dapat berasal dari udara yang berhembus dari laut dan yang berasal dari zat kimia di jalanan yang menguap. Limbah pabrik dalam bentuk gas seperti karbon dioksida, klorin, SOx, dan NOx dari pabrik kimia dan sebagainya. Kotoran burung. Pasir di daerah gurun. Kondisi cuaca akan mempengaruhi polusi pada permukaan isolator ini. Angin dapat membawa garam dan pasir sampai ke permukaan isolator. Hujan deras dapat membersihkan atau mengurangi polutan terutama di bagian atas permukaan isolator yang sangat berhubungan dengan kemampuan elektrik dari isolator pasangan luar, karena hujan dapat memperkecil resiko flashover pada isolator terpolusi. Pengaruh sudut jatuhnya air hujan pada pembersihan polutan di permukaan isolator terpolusi lebih penting daripada pengaruh tingkat intensitas dan lamanya waktu penghujanan [5]. Sedangkan gerimis, kelembaban yang tinggi, dan kabut akan membuat lapisan polutan menjadi basah. Untuk mengurangi polusi pada permukaan isolator, dilakukan beberapa usaha sebagai berikut : Pembersihan Pembersihan yang dimaksud adalah pembersihan secara alami oleh hujan atau pembersihan (pencucian) rutin [6]. Pencucian dapat dilakukan 15

13 secara otomatis dan manual seperti dengan menggunakan helikopter. Untuk pencucian dalam keadaan bertegangan, ada 2 syarat yang harus diperhatikan yaitu: 1. Air yang digunakan adalah air murni tanpa mineral dan memiliki tahanan jenis lebih besar dari Ω cm. 2. Urutan pencucian harus dimulai dari bawah ke atas untuk mencegah terkumpulnya polutan. Pelapisan (greasing/coating) Salah satu metode untuk mencegah kegagalan isolasi pada isolator adalah dengan melapisi permukaan isolator dengan lapisan minyak [6]. Keuntungan dari metode ini adalah mendapatkan sifat hidrofobik, yaitu sifat bahan yang membuat permukaannya tetap kering karena air sulit untuk menempel pada permukaannya. Bahan yang bersifat hidrofobik yaitu minyak dan lilin. Keuntungan lainnya dari metode ini adalah terperangkapnya atau terikatnya polutan oleh minyak dan mencegah polutan ini basah akibat embun. Minyak yang digunakan terbuat dari silikon atau hidrokarbon. Kekurangan metode ini adalah harus mengganti minyak yang telah lama digunakan, biasanya dilakukan setiap tahun. Perpanjangan sirip (extender shed) Sirip isolator diperpanjang dengan bahan polimer seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8. Perpanjangan sirip ini dipasangkan pada sirip isolator dengan menggunakan perekat dan tidak boleh ada celah udara di antara sirip porselin dengan sirip tambahan karena akan menyebabkan peluahan sebagian pada celah udara ini yang akan merusak 16

14 polimer dan isolator. Selain memperpanjang jarak rambat, perpanjangan sirip ini memudahkan air yang membawa polutan akibat hujan atau embun untuk mengalir dari permukaan isolator [4]. Tambahan polimer Sirip porselen Gambar 2.8 Perpanjangan sirip yang terpasang pada isolator porselen Pengukuran Tingkat Polusi Berdasarkan standar IEC 815, bobot polusi isolator ditetapkan 4 tingkat, yaitu ringan, sedang, berat, dan sangat berat. Ada banyak metode untuk menentukan bobot polusi isolator. Metode yang umum digunakan adalah metode ESDD (equivalent salt deposit density) dan tinjauan lapangan. Metode ESDD dilakukan dengan mengukur konduktivitas polutan kemudian disetarakan dengan bobot garam dalam larutan air yang konduktivitasnya sama dengan konduktivitas polutan tersebut. Penentuan tingkat bobot polusi isolator berdasarkan analisis kualitatif dan metode ESDD ditunjukkan pada Tabel 2.2 berikut: 17

15 Tabel 2.2 Tingkat polusi dilihat dari kondisi lingkungan [2] No Tingkat Ciri Lingkungan Berdasarkan Analisis Kualitatif Bobot Polusi 1 Ringan - Kawasan tanpa industri dan permukiman yang dilengkapi ESDD (mg/cm 2 ) sarana pembakaran dengan kepadatan rumah rendah - Kawasan dengan kepadatan industri rendah atau pemukiman, tetapi sering terkena angin dan/atau hujan 0,06 - Kawasan pertanian - Kawasan pegunungan Semua kawasan ini harus terletak paling sedikit km dari laut dan bukan kawasan terbuka bagi hembusan angin langsung dari laut. 2 Sedang - Kawasan industri, khususnya yang tidak menghasilkan asap polusi dan/atau pemukiman yang dilengkapi sarana pembakaran dengan kepadatan rumah sedang. - Kawasan dengan kepadatan rumah tinggi dan/atau 0,02 kawasan industri kepadatan tinggi, tetapi sering terkena angin dan/atau hujan. - Kawasan terbuka bagi angin laut tetapi tidak terlalu dekat dengan pantai (paling sedikit berjarak beberapa kilometer dari pantai). 18

16 3 Berat - Kawasan dengan kepadatan industri tinggi dan pinggiran kota besar dengan kepadatan sarana pembakaran yang tinggi dan menghasilkan polusi. 0,6 - Kawasan dekat laut atau kawasan yang senantiasa terbuka bagi hembusan angin laut yang relatif kencang. 4 Sangat Berat - Kawasan yang umumnya cukup luas, terkena debu konduktif dan asap industri yang khususnya menghasilkan endapan konduktif tebal. - Kawasan yang umumnya cukup luas sangat dekat dengan pantai dan terbuka bagi semburan air laut atau hembusan angin laut yang sangat kencang dan mengandung polutan. > 0,6 - Kawasan padang pasir yang ditandai dengan tidak adanya hujan untuk jangka waktu lama, terbuka bagi angin kencang yang membawa pasir dan garam, serta kondensasi yang tetap. Berikut ini akan dijelaskan prosedur pengukuran ESDD. Untuk melarutkan polutan isolator, diambil air destilasi sebanyak 500 ml. Air pelarut ini ditempatkan dalam ruangan pendingin hingga temperatur air mencapai 20 0 C. Air diaduk agar temperaturnya merata. Ketika temperatur air mencapai 20 0 C, konduktivitas air diukur dengan alat pengukur konduktivitas (conductivitymeter). Dengan menggunakan Persamaan 2.4 dan 2.5 [1] :

17 2.5 Dimana : t = suhu larutan ( 0 C) = konduktivitas larutan pada suhu Ѳ (S/m) 20 = konduktivitas larutan saat suhu 20 0 C (S/m) i = arus listrik rata-rata (Ampere) v = tegangan batere rata-rata (volt) l = panjang tabung ( meter ) A = luas penampang tabung (m 2 ) b = faktor koreksi pada suhu t yang dapat di lihat pada tabel 2.3 Tabel 2.3 Faktor Koreksi Suhu[7] ( C) B Catatan : Untuk suhu yang lain nilai b dapat diperoleh melalui interpolasi 20

18 Kemudian hitung konsetrasi garam dalam suatu larutan pada temperatur 200C, dapat di hitung dengan Persamaan 2.6 dibawah [2] : 2.6 Dimana : D = konsentrasi garam (kg/m3) Ѳ20 = konduktivitas larutan pada temperatur 200C (S/m) Kemudian setelah konsentrasi garam dalam larutan dan luas permukaan isolator diketahui, maka ESDD dihitung dengan Persamaan 2.7 di bawah [2]: 2.7 Dimana : K = ESDD (mg/cm2) G = volume air destilasi dalam gelas ukur (cm3) A = luas permukaan isolator (cm2) 2.3 Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Terpolusi Karakteristik suatu isolator hantaran udara yang terpenting adalah tegangan ketahanan (withstand voltage) dan tegangan lewat denyar pada kondisi isolator terpolusi. Dalam keadaan bersih nilai tahanan permukaan sangat besar sehingga arus bocor sangat kecil. Tetapi apabila dalam kondisi cuaca hujan ataupun keadaan udara yang lembab, tahanan permukaan semakin rendah sehingga arus bocor semakin besar. 21

19 Salah satu yang menyebabkan kegagalan isolator dalam melaksanakan fungsinya adalah karena adanya polutan pada permukaan isolator. Polutan yang terkandung di udara dapat menempel pada permukaan isolator dan berangsur- angsur membentuk suatu lapisan tipis pada permukaan isolator. Polutan dapat berupa debu, asap kendaraan, garam, kotoran burung, benang layangan yang menempel pada permukaan isolator, dan lain lain. Unsur polutan yang paling berpengaruh terhadap unjuk kerja isolator adalah garam yang terbawa oleh angin. Lapisan garam ini bersifat konduktif terutama pada keadaan cuaca lembab, berkabut atau pada saat hujan gerimis. Jika cuaca seperti itu terjadi maka akan mengalir arus bocor dari kawat fasa jaringan ke tanah melalui lapisan konduktif yang menempel di permukaan isolator dan tiang penyangga. Pada Gambar 2.9 ditunjukkan suatu isolator pendukung yang permukaannya dilapisi polutan konduktif dan rangkaian ekivalennya. Gambar 2.9 Isolator Terpolusi dan Rangkaian Ekivalennya 22

20 Lapisan polutan konduktif tersebut dapat dianggap sebagai suatu tahanan yang menghubungkan kedua jepitan logam isolator. Tahanan lapisan polutan jauh lebih rendah daripada tahanan dielektrik padat isolator. Jika jepitan (a) bertegangan dan jepitan (d) dibumikan, maka arus bocor (I b ) akan mengalir melalui lapisan konduktif dari jepitan (a) ke (d), sedang arus yang melalui dielektrik padat diabaikan. Arus bocor ini akan menimbulkan panas yang besarnya sama dengan kuadrat arus bocor dikali dengan tahanan permukaan dari (a) ke (d). Panas yang terjadi akan mengeringkan lapisan polutan dan pengeringan awal terjadi pada kawasan permukaan isolator yang berdekatan dengan jepitan logam isolator karena dikawasan ini dijumpai konsentrasi arus lebih tinggi. Pengeringan tersebut akan membuat tahanan lapisan polutan di kawasan jepitan isolator semakin besar. Misalkan lapisan polutan yang sudah kering adalah sepanjang a-b dan tahanannya adalah R ab. Akibatnya beda tegangan pada lapisan polutan yang kering (V ab ) semakin besar dan menimbulkan kuat medan elektrik di sekitarnya naik. Jika kuat medan elektrik ini melebihi kekuatan dielektrik udara di sekitar isolator, maka akan terjadi peluahan dari titik (a) ke titik (b). Busur api akibat peluahan ini membuat lapisan polutan yang kering (a-b) terhubung singkat, akibatnya arus bocor semakin besar. Arus bocor ini akan memanaskan lapisan polutan yang masih basah dan proses seperti di atas terulang lagi sehingga terjadi peluahan dari titik (b) ke titik (c). Akibatnya panjang busur api akibat peluahan semakin bertambah, yaitu dari (a) ke (c). Demikian seterusnya secara berangsur-angsur busur api semakin panjang dan saat 23

21 busur api telah menghubungkan kedua jepitan logam isolator (a-d), maka terjadilah peristiwa lewat denyar pada isolator [1]. Tegangan flashover atau lewat denyar pada isolator terpolusi akan dipengaruhi oleh kondisi udara di sekitarnya, terutama tekanan dan temperatur udara. Selain itu jarak rambat isolator juga akan mempengaruhi besar tegangan flashover isolator. Jarak rambat merupakan kriteria standar yang digunakan untuk memprediksi kemampuan isolator saat tepolusi [8]. Lewat denyar atau flashover akan terjadi setelah busur api menjangakau daripada keseluruhan jarak rambat isolator (L) pada Gambar 2.10 [8,9]. Gambar Jarak Rambat Isolator Hubungan tegangan flashover dengan jarak rambat isolator dapat dinyatakan dengan Persamaan 2.8 [10]: 2.8 Dimana : V f L s = Tegangan flashover/lewat denyar isolator (kv) = Jarak rambat isolator (cm) = Konduktivitas permukaan isolator ( μs/cm) N dan n = Konstanta busur api ( 30 N 200 dan 0,45 n 1,30) 24

22 Dari Persamaan 2.8 dapat dilihat hubungan antara tegangan flashover dengan jarak rambat isolator berbanding lurus ketika konduktivitas permukaan isolator dan konstanta busur api konstan. 2.4 Benang Layangan Pada Isolator Terpolusi Dalam prakteknya isolator jaringan hantaran udara biasanya sudah terpolusi. Isolator terpolusi dibagi menjadi empat tingkatan berdasarkan IEC yaitu ringan, sedang, berat dan sangat berat. Adakalanya suatu benang layangan menempel pada isolator terpolusi tersebut. Benang yang menempel pada isolator kemungkinan dalam kondisi kering dan basah. Berikut akan dijelaskan kemungkinan-kemungkinan yang terjadi [1]: a) Isolator kering dan benang layangan kering Pada kondisi ini, benang layangan yang menempel pada isolator tidak konduktif sehingga arus bocor yang mengalir pada permukaan isolator sangat kecil (Gambar 2.11 b). b) Isolator kering dan benang layangan basah Pada kondisi ini, benang layangan basah sedangkan permukaan isolator lebih kering. Hal ini dapat terjadi setelah isolator basah karena hujan sehingga polutan dan benang layangan sama-sama basah, tetapi karena permukaan isolator lebih besar dibandingkan dengan permukaan benang, maka pengeringan lebih cepat terjadi pada permukaan isolator, maka terjadilah kondisi tersebut di atas. Benang layangan akan menjadi konduktif sehingga arus bocor pada permukaan isolator akan semakin besar (Gambar 2.11 c). 25

23 c) Isolator basah dan benang layangan basah Pada kondisi ini, isolator dan benang layangan menjadi konduktif sehingga arus bocor akan semakin besar dibandingkan kedua kondisi di atas (Gambar 2.11 d). (a) (b) (c) (d) Isolator kering dan bersih Isolator kering dan benang layangan kering dengan panjang benang x cm Isolator kering dan benang layangan kering dengan panjang benang x cm Isolator basah dan benang layangan basah beserta arus bocornya Gambar 2.11 Benang Layangan pada Isolator Terpolusi Dalam tugas akhir ini objek yang akan di teliti adalah pada kondisi : 1. Isoolator kering dan benang layangan kering. 2. Isolator basah dan benang layangan basah. Kedua keadaan di atas diteliti pada saat isolator terpolusi dengan bobot polusi ringan, sedang, dan berat. 26