BAB I PENDAHULUAN. Tenaga listrik adalah unsur yang paling penting dalam kehidupan modern

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Tenaga listrik adalah unsur yang paling penting dalam kehidupan modern seperti saat ini. Tenaga listrik banyak dimanfaatkan baik dalam kegiatan rumah tangga, industri, fasilitas umum, penerangan, komunikasi, maupun dalam sistem transportasi. Mulai dari pembangkitan, saluran transmisi sampai dengan sistem distribusi tenaga listrik ke konsumen memerlukan sebuah pengaman (isolator) agar sistem dapat bekerja dengan aman. Sebagian besar kerusakan pada peralatan tenaga listrik disebabkan oleh kegagalan isolasinya, maka permasalahan isolasi merupakan salah satu persoalan yang paling penting dalam sistem tenaga listrik. Sebagian besar isolasi yang digunakan pada peralatan tenaga listrik sebagai peralatan tegangan tinggi, tegangan menengah dan tegangan rendah merupakan salah satu bagian termahal dari biaya pembuatan peralatan tenaga listrik tersebut, sehingga pembuatan peralatan isolasi harus ekonomis tanpa harus mengurangi kemampuannya sebagai isolator. Jenis isolator yang paling banyak digunakan pada sistem tenaga listrik adalah isolator jenis padat. Isolator jenis padat juga terdiri dari bermacam macam bahan yang digunakan dalam pembuatannya. Penggunaan jenis isolasi padat ini 1

2 2 sangat luas, terutama berfungsi sebagai isolator konduktor pada peralatan tenaga listrik seperti kapasitor, transformator dan isolator gantung pada saluran transmisi. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kayu merupakan bahan yang sangat sering dipergunakan untuk tujuan penggunaan tertentu. Terkadang sebagai barang tertentu, kayu tidak dapat digantikan dengan bahan lain karena sifat khasnya. Kita sebagai pengguna dari kayu yang setiap jenisnya mempunyai sifat-sifat yang berbeda, perlu mengenal sifat-sifat kayu tersebut sehingga dalam pemilihan atau penentuan jenis untuk tujuan penggunaan tertentu harus betul-betul sesuai dengan yang kita inginkan. Kayu sebagai jenis isolator padat juga dapat digunakan sebagai isolator pada sistem tenaga listrik. Dalam pemilihan isolator padat seperti kayu ini harus diperhatikan karakteristik atau sifat sifat umum yang dimiliki oleh isolator kayu tersebut. Sifat-sifat isolator kayu tersebut meliputi sifat kelistrikan, sifat fisika, dan sifat kimia. Sifat kelistrikan isolator kayu meliputi tegangan gagal, resistivitas, dan faktor rugi-rugi dielektrik. Sifat fisika isolator kayu meliputi berat jenis, densitas, dan titik panas. Sedangkan sifat kimia yang penting meliputi kadar air dan kandungan bahan kimia yang dimilikinya. Karena berbagai ragam jenis kayu yang terdapat di Indonesia memiliki karakteristik maupun sifat-sifat kelistrikan, sifat fisika, dan sifat kimia yang berbeda-beda, maka dalam penelitian ini dipilihlah kayu jati. Untuk itu dilakukan penelitian tentang studi sifat kelistrikan isolasi kayu jati di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui

3 3 besarnya tegangan dalam suhu ruangan dan arus dalam suhu yang berbeda-beda yang mampu ditahan oleh isolator kayu jati sehingga dapat menggantikan peranan isolator padat dengan bahan yang secara umum telah di produksi dan digunakan sebelumnya. 1.2 Rumusan masalah Kayu jati yang terdapat di Indonesia memiliki sifat-sifat kelistrikan, sifat fisika, sifat kimia yang berbeda-beda, sehingga kayu yang merupakan isolator jenis padat ini harus dapat berfungsi sebagai isolasi, media penahan tegangan tinggi, dan media penahan arus pada kunduktor yang digunakan pada sistem tenaga listrik. Untuk mengetahui dan memahami karakteristik kelistrikan isolator yang dimiliki oleh jenis kayu jati yang terdapat di Indonesia akan dibahas menggunakan metode penelitian studi sifat kelistrikan isolator kayu jati dalam perubahan suhu. Dengan demikian dapat diperoleh karakteristik kelistrikan isolator yang dapat digunakan sebagai pertimbangan penggunaan jenis isolator padat. 1.3 Tujuan penelitian Tujuan penelitian tugas akhir ini yaitu untuk mengetahui karakteristik dan sifat kelistrikan isolator kayu jati, sehingga isolator kayu jati ini dapat digunakan untuk menggantikan isolator padat pada sistem tenaga listrik yang telah dipakai sebelumnya sesuai dengan karakteristik kelistrikan isolator kayu yang diteliti.

4 4 1.4 Batasan masalah Jenis peralatan listrik yang banyak menggunakan isolator jenis padat adalah isolator kapasitor, transformator dan isolator gantung pada saluran transmisi. Isolator padat yang banyak digunakan adalah jenis isolator keramik, porselen, dan kaca. Tetapi yang akan dibahas yaitu isolator kayu. Jenis kayu yang digunakan yaitu kayu jati. Jenis kayu jati yang digunakan memiliki karakteristik yang cenderung berbeda. Karena beberapa sampel kayu jati yang digunakan tidak berasal dari satu pohon yang sama, maka dimungkinkan beberapa sampel kayu jati memiliki kandungan zat, tekstur, warna, bau, rasa, dan berat jenis yang berbeda-beda. Hal ini mengakibatkan perbedaan sifat isolator yang dimiliki beberapa sampel kayu jati. Sedangkan tentang reaksi kimia pengujian isolator jenis kayu tidak dibahas secara rinci dalam penelitian ini. Setiap kayu yang digunakan untuk bahan uji dibuat 15 sampel bahan uji. Bentuk bahan uji yang digunakan untuk penelitian yaitu berukuran 10 cm x 10 cm, dengan 5 jenis ketebalan yaitu 1,5 cm, 2 cm, 2,5 cm, 3 cm dan 3,5 cm; serta kayu jati yang berukuran 30 cm x 10 cm dengan ketebalan 2,5 cm berjumlah 5 buah. Bahan uji ini digunakan untuk 3 pengujian yaitu pengujian tegangan flashover, tegangan tembus, dan arus bocor. Masing-masing pengujian menggunakan 1 sampel bahan uji, sehingga bahan uji yang digunakan pada penelitian ini berjumlah 74 buah.

5 5 1.5 Pendekatan masalah Adapun metode dan langkah-langkah yang dilakukan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Studi literatur Studi literatur dimaksudkan untuk memperoleh dasar teori yang berhubungan dengan teknik tegangan tinggi dan sifat-sifat umum kayu, sehingga dengan dasar teori yang diperoleh dapat digunakan dalam menentukan sampel kayu yang diuji, serta memperoleh penyebab isolator kayu mengalami kegagalan isolasi. Selain itu juga dilakukan pemahaman mengenai hasil-hasil penelitian tentang pengujian isolator jenis padat yang diperoleh dari peneliti terdahulu yang ada hubungannya dengan penelitian yang dilakukan Studi penelitian Beberapa pengujian dilakukan terhadap isolator jenis kayu dengan menggunakan peralatan yang ada di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada yaitu dengan menggunakan tegangan tinggi AC (Tegangan Bolak- Balik). Untuk itu digunakan jenis kayu jati dalam melakukan pengujian untuk setiap sampelnya Diskusi Diskusi-diskusi sederhana dilakukan dengan dosen-dosen, laboran dan dosen pembimbing mengenai penelitian yang dilakukan.

6 6 1.6 Sistematika penulisan Permasalahan yang dibahas untuk skripsi dengan judul Studi Sifat Kelistrikan Isolator Kayu Jati Dalam Perubahan Suhu. Untuk mempermudah pemahaman dan isi skripsi ini, maka penulisannya disusun dengan sistematika sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, pendekatan masalah, dan sistematika penulisannya. BAB II DASAR TEORI Bab ini menjelaskan tentang kayu, yang meliputi unsur penyusun kayu, cara mendapatkan kayu, sifat-sifat umum kayu (sifat fisika, sifat kimia, dan sifat mekanik), serta sifat bahan isolator. BAB III METODE PENELITIAN Bab III memuat alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian, dan metode-metode penelitian yang dilakukan. BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Bab ini menjelaskan mengenai bahan yang diuji, hasil penelitian serta pembahasan hasil penelitian berdasarkan data-data sifat isolator kayu yang diperoleh dari pengujian

7 7 BAB V PENUTUP Bab ini merupakan penutup yang berisi kesimpulan dari seluruh hasil penelitian dan pembahasan serta saran-saran yang diharapkan agar dapat bermanfaat untuk penelitian isolator lebih lanjut.