Perencanaan dan Pembuatan Simulasi Alat Pembangkit Tegangan Impuls Maksimum 150 kv Sebagai Alat Bantu Pengujian Bahan Isolator

Transkripsi

1 Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 ISSN: Perencanaan dan Pembuatan Simulasi Alat Pembangkit Tegangan Impuls Maksimum 150 kv Sebagai Alat Bantu Pengujian Bahan Isolator Sukaryono 1), Eva Kurnia 2) 1) Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Panca Marga 2) Dosen Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Panca Marga Jl. Yos Sudarso 107 Pabean Dringu Probolinggo Terima Naskah : 22 Mei 2014 Terima Revisi : 01 Oktober 2014 ABSTRAK Penelitian ini merencanakan dan membuat sebuah peralatan simulasi bahan isolator, peralatan simulasi pengujian yang sederhana, murah dan praktis guna memberikan gambaran yang lebih jelas secara fisik adanya perbedaan kekuatan electric bahan isolator tersebut. Dalam pengujian tegangan impuls maximum 150 kv ini diperlukan dua buah sinyal input yaitu sinyal trigger dan power supply DC yang dhubungkan kesisi tegangan rendah trafo Flyback. Sedangkan pada sisi tegangan tinggi menghasilkan output tegangan tinggi menghasilkan output tegangan DC impuls. Tegangan DC impuls inilah yang digunakan untuk pengujian bahan isolator. Alat simulasi pengujian asilator ini menggunakan input tegangan rendah dari jala jala tegangan PLN yaitu 220 V AC, dan secara sistem rangkaian akan diubah menjadi signal output V dc menggunakan rangkaian power supply. Selain itu konsumsi daya yang diperlukan tidak lebih dari 100 VA sesuai dengan spesifikasi kemampuan alat. Dengan tegangan tinggi yang dihasilkan peralatan ini kita dapat menguji kemampuan daya tembus tegangan pada bahan isolator Kata kunci: Simulasi, Pembangkit Tegangan Impuls, Isolator ABSTRACT This research plan and making a piece of equipment simulation an insulating material, equipment simulation tests simple, cheap and practical to paints a clearer physically differences in power of electric an insulating material. In testing voltage impulses maximum 150 KV are required the two input signals the signal trigger and DC power supply that dhubungkan kesisi low voltage flyback a transformer.while with high voltage produces output high voltage produces output voltage dc impulses.dc impulses voltage this is used for testing an insulating material Simulation testing asilator it uses input voltage lower than line to line power voltage pln is 220 V AC, and in series system of will be renamed signal output vdc use a series of power supply.in addition consumption the power required no more than 100 VA according to the specifications the ability instrument. With high voltage produced the equipment is we can test capability of translucent the tension in an insulating material Key words: simulation, impulses power source, insulator PENDAHULUAN Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi saat ini, maka teknik dan peralatan peralatan yang diciptakan oleh manusia semakin canggih, praktis dan semakin modern, khususnya dalam perkembangan teknologi digital yang 48 sebagian besar memudahkan manusia untuk pemenuhan kebutuhan dan alat bantu pengujian teori teori dari ilmu pengetahuan. Sebagai contoh, photoscan didalam bidang kedokteran, semakin menjadi serba instant dan praktis. Contoh lain adalah thermometer digital ataupun neraca digital yang banyak digunakan sebagai alat bantu

2 ISSN: Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 kerja maupun pembuktian dan pengujian teori teori yang ada. Lain halnya dengan bidang electric power / daya kelistrikan yang kurang begitu cepat perkembangannya dalam peralatan peralatan bantu pengujian, yang menjadikan kurang bisa diperagakan atau disimulasikan di dunia pendidikan sejak dasar. Sebagai contoh nyata: pelajaran tingkat dasar sudah terdidik dan meyakini secara faham benar adanya perbedaan temperature lebur suatu benda padat yang semula diyakini sangat tahan terhadap perubahan bentuk dan masa sudah dapat memperkirakan skala besarnya. Contoh lain yang agak bertolak belakang dengan teori yang harusnya mereka pahami adalah masalah kemampuan isolator isolator daya listrik. Hal tersebut diharapkan simulasi pengujian isolator isolator daya listrik berbiaya mahal dan mensatukan peralatan besar yang tentunya sangat mahal. Dalam penyelesaian tugas akhir ini kami merencanakan dan membuat sebuah peralatan simulasi bahan isolator, peralatan simulasi pengujian yang sederhana, murah dan praktis guna memberikan gambaran yang lebih jelas secara fisik adanya perbedaan kekuatan electric bahan isolator tersebut. Dalam pengujian tegangan impuls maximum 150 kv ini diperlukan dua buah sinyal input yaitu sinyal trigger dan power supply DC yang dhubungkan kesisi tegangan rendah trafo Flyback. Sedangkan pada sisi tegangan tinggi menghasilkan output tegangan tinggi menghasilkan output tegangan DC impuls. Tegangan DC impuls inilah yang digunakan untuk pengujian bahan isolator. Alat simulasi pengujian asilator ini menggunakan input tegangan rendah dari jala jala tegangan PLN yaitu 220 V AC, dan secara sistem rangkaian akan diubah menjadi signal output V dc menggunakan rangkaian power supply. Selain itu konsumsi daya yang diperlukan tidak lebih dari 100 VA sesuai dengan spesifikasi kemampuan alat. Alat ini mempunyai keuntungan, disamping terdiri dari rangkaian yang sederhana, mudah dan murah, alat ini akan sangat berguna dalam pengujian isolator. Rumusan masalah dalam skripsi ini agar mendapat hasil pengujian dan mengetahui sumber dari kekurangan. Untuk itu kami buat rumusan masalah sebagai berikut : 1. Apakah penggunaan trafo tegangan tinggi dapat berpengaruh terhadap tegangan impuls yang dihasilkan. 2. Apakah hasil ketelitian dari pengujian bahan isolator dapat 100 %. 3. Apakah sinyal trigger berpengaruh terhadap tegangan impuls yang dihasilkan. 4. Apakah tegangan impuls dapat menguji bahan isolator. Tegangan Tinggi Impuls Tegangan impuls diperlukan dalam pengujian tegangan tinggi untuk mensimulasikan terpaan listrik akibat tegangan lebih untuk meneliti mekanisme tembus. Umumnya tegangan impuls dibangkitkan dengan merangkai kapasitor tegangan tinggi pada suatu rangkaian diode dan kapasitor, untuk itu sering digunakan rangkaian pengali tegangan. Nilai puncak dari tegangan impuls dapat ditentukan dengan bantuan sela ukur atau,tegangan impuls yang terpenting adalah osiloskop sinar katoda yang memungkinkan penentuan nilai nilai sesaat melalui pembagi tegangan. Kadang kadang digunakan pengubah analog digital untuk menggantikan osiloskop. Parameter parameter Tegangan Impuls Dalam teknologi tegangan tinggi, suatu pulsa tegangan polaritas tunggal dikatakan sebagai impuls. Dalam gambar 1 ditunjukan 3 contoh penting yang disertai parameter paramater : Keterangan : U = Tegangan tembus T d = Waktu paruh S = Kecuraman Gambar 1. Contoh Tegangan Impuls a. Tegangan impuls persegi b. Tegangan impuls bentuk gergaji c. Tegangan impuls eksponensial ganda Ketergantungan terhadap waktu maupun tempo tegangan impuls tergantung pada cara pembangkitannya. Untuk percobaan dasar sering digunakan tegangan impuls persegi melonjak hingga nilai yang hampir konstan, maupun tegangan impuls berbentuk gergaji yang yang 49

3 Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 ISSN: dicirikan selinier mungkin hingga terjadi tembus dan digambarkan dengan kecuraman S. Discharge tetap melalui Rb saja, T2 = 0, 671 Rb. C Frekuensi : f = 1,4 / (Ra + Rb ). C Duty cycle : D = Rb / Ra + Rb Dengan konfigurasi ini duty cycle dapat bervariasi dari 5 % sampai 95 % dengan mudah. Keterangan : T r = Waktu Puncak T h = Waktu paruh U = Tegangan tembus Gambar 2 Parameter Tegangan Uji Impuls Standart Tegangan Impuls Petir. Astbil Multivibrator dengan IC 555 Astabil Multivibrator dengan IC 555 adalah rangkaian penghasil sinyal berupa gelombang square. Rangkaian Astabil Multivibrator menggunakan IC 555 dan beberapa komponen tambahan berupa resistor dan kapasitor. Resistor Ra dan Rb serta kapasitor C digunakan untuk menentukan lebar gelombang square yang dihasilkan. Gambar 4 Rangkaian Duty Cycle Rangkaian Pembagi Tegangan Adalah rangkaian yang dapat digunakan untuk menurunkan tegangan untuk menyesuaikan dengan tegangan yang dibutuhkan rangkaian berikutnya. Prinsip dasar dari rangkaian ini adalah rangkaian Thevenin,sehingga tegangan sumber kita turunkan dengan rumus sebagai berikut. RB Vout = Vin RA + RB Dimana V out tersebut adalah tegangan drop pada Gambar 3 Rangkaian Astabil Multivibrator dengan IC 555 Duty Cycle Astabil Dengan rangkaian astabil sebelumnya, sulit dibuat osilator dengan duty cycle 50 % karena waktu konstan pengisian kapasitor tidak sama dengan pembuangannya. Dengan modifikasi sedikit, yaitu dengan menambahkan diode duty cycle dapat divariasikan lebih mudah. Gambar 7. menunjukkan rangkaian ini. dengan pengaruh t1 dan t2, pengisian kapasitor hanya melalui Ra, T1 = 0,671 Ra. C 50 Gambar 5 Rangkaian Pembagi Tegangan I R A = V A I R B = V B Ia = Ib =I

4 ISSN: Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 V in = V A + V B = I (R a + R b ) Rangkaian Switching Transisitor Adalah rangkaian transistor yang berfungsi memutuskan atau menghubungkan arus beban yang besar. Transistor switching ini dikerjakan pada daerah cut off dan saturasi. Pada tegangan input ketika tegangan input V in sama dengan nol maka transistor cut off sehingga tegangan Kolektor Emitor ( Vce ) sama dengan ( Vcc ) apabila tengan input ( V in ) besar ( saturasi ) maka transistor ( On ) atau saturasi sehingga arus kolektor ( Ic ) akan maksimum ( ). IC sat Daerah kerja dari transistor sebagai switching dapat dilihat sebagai berikut : Transistor ini harus dapat beroperasi dengan baik pada frekuensi 10 khz untuk itu sesuai dengan data book maka dipilih transistor type D 313 untuk driver horizontal ini. Gambar 7 Driver Rangkaian Trigger. Pada kondisi ini transistor bekerja pada kondisi aktif. Hal ini menimbulkan penurunan tegangan sebesar I C R C pada tahanan kolektor R C, sehingga tegangan kolektor emitor V CE menjadi : V CE = V CC I C R C Karena kita akan menghitung besarnya arus kolektor I C, maka persamaan menjadi ICR C = V CC V CE Gambar 6 Rangkaian Swicthing Transistor Rangkaian Penyearah Rangkaian penyearah yang digunakan adalah rangkaian penyearah gelombang penuh, karena dengan penyearah gelombang penuh effisiensinya lebih tinggi dibandingkan penyearah setengah gelombang. Dalam perancangan dan pembuatan pembangkit tegangan tinggi ini diperlukan dua buah sinyal input, yaitu trigger dan power supply DC yang dihubungkan ke sisi tegangan rendah trafo tegangan tinggi. Sedangkan pada sisi tegangan tinggi menghasilkan out put tegangan dc pulsa periodik. Tegangan keluaran inilah yang digunakan sebagai tegangan tinggi pengujian isolator. Driver Horisontal Rangkaian driver ini, disampingkan untuk matching impedansi antara output astabil multivibrator ( IC 555 ) dengan input rangkaian switching, juga untuk menguatkan arus agar dapat menggerakkan transformator tegangan tinggi ( flay back ). Rangkaian driver ini menggunakan sebuah transistor dimana arus dapat dilewati arus yang cukup untuk menggerakkan rangkaian switching dengan arus input yang kecil sesuai dengan arus output astabil multivibrator ( IC 555 ). Sehingga arus basis bisa dihitung, dimana ßdc dapat ditentukan dari lembar data transisitor : I B = I C β dc Trafo Frekuensi Tinggi ( HDT ) HDT ( Horisontal Drive Transformer ) ini digunakan untuk meredam tegangan output dari driver sehingga diperoleh arus yang cukup untuk mengerjakan rangkaian cwitching. Selain itu juga untuk mengubah amplitudo pulsa dan juga mengkopel tahap yang berurutan dari penguat pulsa. Trafo frekuensi tinggi ini yang digunakan pada rangkaian ini adalah tranformator type TO- 025-TA, dimana transformator ini merupakan transformator yang dipakai pada rangkaian horizontal monitor tv / crt sehingga dapat bekerja pada frekuensi tinggi. Transformator Tegangan Tinggi Untuk transformator tegangan tinggi ini kami menggunakan transformator pembangkit tegangan tinggi pada televisi ( flayback ) yang akan dipakai adalah jenis type ( SONNY ). Pada type ini sudah terdapat rangkaian pengganda tegangan ( Voltage Doubler ) 51

5 Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 ISSN: didalamnya, sehingga trafo ( Flayback ) ini dapat menghasilkan tegangan dalam orde kilo volt. METODE PENELITIAN Dalam menyelesaikan laporan perencanaan dan pembuatan simulasi alat pembangkit tegangan impuls 150 kv menggunakan metode antara lain : - Studi literatur. - Menentukan komponen dan spesifikasi alat. - Perencanaan alat pembangkit tegangan impuls. - Pengujian alat pembangkit tegangan impuls. Studi yang diambil untuk melakukan perencanaan dan pembuatan pembangkit tegangan impuls yaitu : - Prinsip kerja Astabil Multivibrator dengan IC NE Prinsip kerja keseluruan dari rangkaian. - Ketentuan isolator yang akan diuji. Adapun sumber sumber yang digunakan dalam penyusunan laporan skripsi tersebut adalah yaitu : - Buku panduan Tegangan Tinggi Impuls. - Browsing internet. Penentuan Komponen dan Spesifikasi Power Supply yang digunakan menginput rangkaian oscilator, rangkaian switching, trafo flyback. - Rangkaian oscilator penghasil tegangan pulsa triger. - Rangkaian switching menghubungkan 18 dan memutuskan arus dengan muatan besar. - Trafo tegangan tinggi penghasil tegangan dc yang tinggi. Berikut ini adalah gambar diagram blok alat pembangkit tegangan impuls maksimum 150 kv Gambar 8 Blok diagram sistem pembangkitan tegangan tinggi impuls 150 kv Berikut ini gambar kerja rangkaian pembangkit pulsa trigger dengan IC Ne 555 dan signal output yang dihasilkan. Gambar 9 Prinsip kerja rangkaian secara blok diagram Berikut ini gambar kerja rangkaian Rangkaian oscilator 52

6 ISSN: Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 output tegangan DC impuls 150 KV ini yaitu dengan cara mengatur harga tegangan dari power supply. Diagram blok system pembangkitan tegangan tinggi impuls 150 kv dapat dilihat pada Gambar 12 dibawah ini : Gambar 10 Astabil Multivibrator dengan IC-555 Berikut ini gambar kerja rangkaian rangkaian driver horizontal Gambar 11 Rangkaian Driver Horisontal Perencanaan dan Pembuatan Alat Pada alat pengujian tegangan impuls maksimal 150 kv ini memerlukan suatu rangkaian penghasil pulsa trigger dengan frekuensi 10 khz sesuai dengan frekuensi punggung tegangan impuls. Hal ini dimaksudkan agar karakteristik tegangan impuls yang dihasilkan sesuai dengan tegangan impuls petir yang biasa dipakai untuk keperluan rangkaian power supply. Kedua rangkaian diatas dimodulasikan dengan rangkaian switching sehingga diperoleh suatu sinyal trigger dengan frekuensi dan amplitude yang sesuai untuk meggerakkan trafo flayback ( tegangan tinggi ), agar menghasilkan Gambar 12 Blok diagram sistem pembangkitan tegangan tinggi impuls 150 kv Diagram blok system pembangkitan tegangan tinggi impuls 150 kv ini, mempunyai bagian bagian yaitu : Power Supply DC 12 V dan Power Supply DC 50 V menggunakan trafo daya tegangan rendah 220 VAC ke 12 V dc dan 220 V AC ke 50 V dc. Astabil Multivibrator menggunakan IC 555 dengan frekuensi 10 khz. Regulator Driver Horisontal, driver horizontal yang berpengaturan arus. Rangkaian Switching sebagai pulsa keluaran inputan trafo tegangan tinggi. Trafo frekuensi tegangan tinggi digunakan trafo flyback. Sedang rangkaian power supply DC ini merupakan rangkaian penyearah gelombang penuh, dimana rangkaian ini mempunyai bagian bagian, yaitu : Trafo daya 1 dan 5 Ampere. Rangkaian penyearah. Capasitor Filter. Rangkaian Alat Simulasi Pengujian Isolator Rangkaian alat simulasi pengujian isolator menggunakan rangkaian rankaian elektronik yang terdiri dari: rangkaian power supply, rangkaian pembangkit pulsa (osilator), rangkaian konrol pencatuan trafo tegangan tinggi. 1. Rangkaian pembangkit pulsa (osilator), berupa rangkaian pembangkit pulsa dengan frekuensi sampai dengan 10 khz. Rangkaian 53

7 Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 ISSN: ini dirancang dengan menggunakan rangkaian IC 555 yang sudah umum digunakan sebagai rangkaian pembangkit pulsa (osilator) 2. Rangkaian penyearah, berupa rangkaian catu daya searah dengan tegangan keluaran yang ditapping, power supply 12V dan power supply 50V. Rangkaian penyearah yang digunakan adalah rangkaian penyearah gelombang penuh, karena dengan penyearah gelombang penuh effisiensinya lebih tinggi dibandingkan penyearah setengah gelombang. 3. Rangkaian kemudi (driver) transistor, berupa rangkaian kemudi sebagai input rangkaian switching impedansi antara output rangkaian pembangkit pulsa dengan input rangkaian switching transistor. 4. Rangkaian switching, berupa rangkaian switching transistor untuk pembangkitkan daya osilasi yang tinggi sebagai inputan bagi flyback. 5. Flyback, berfungsi untuk menaikkan tegangan inputan. Diagram Blok Rangkaian Alat Simulasi Pengujian Isolator. Blok diagram rangkaian alat simulasi pengujian isolator diperlihatkan pada 13. Gambar 14 Prinsip kerja rangkaian secara blok diagram Prinsip kerja rangkaian pada Gambar 4.3. adalah dari rangkaian pembangkit pulsa (Astabil Multivibrator dengan IC 555) membangkitkan gelombang pulsa dengan frekuensi yang telah ditentukan 10 khz dan amplitudo tegangan 12 Volt. Pulsa tersebut dikemudikan oleh driver transistor. Hasil pengemudian dari driver tersebut dipertemukan dengan catu daya searah (tapping) hasil penyearah yang difilter untuk kemudian diswicthing oleh transisitor ke inputan trafo flyback untuk penaikan tegangan. Keluaran dari trafo flyback tersebut merupakan catu tegangan tinggi pulsa. Langkah langkah Pada Perancangan dan Pembuatan Pada Masing masing Rangkaian Rangkaian Osilator - Melakukan perhitungan frekuensi osilator yang mengacu pada perhitungan komponen yang akan digunakan pada rangkaian. - Merangkai komponen rangkaian osilator. Gambar 13 Blok diagram rangkaian simulasi pengujian isolator Sedangkan untuk prinsip kerja rangkaian diperlihatkan pada Gambar 14. Rangkaian Switching Transistor - Melakukan perhitungan perhitungan yang mengacu pada pemakaian komponen yang akan digunakan pada rangkaian switching transistor. - Merangkai komponen rangkaian switching transistor.. Trafo Flyback - Meliputi pemeilihan jenis trafo flyback yang akan digunakan untuk menaikkan tegangan input, sehingga didapat output tegangan tinggi pulsa yang diinginkan. 54

8 ISSN: Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember Memakai trafo flyback dengan output rangkaian switching. Pengujian Alat Untuk pengujian pembangkit tegangan tinggi pulsa periodik diperlukan peralatan : 1. Voltmeter, 1 buah 2. Multimeter digital, 1 buah 3. Kabel secukupnya. Astabil Multivibrator dengan IC 555 Adalah rangkaian yang menghasilkan gelombang persegi, karena rangkaian multivibrator ini mudah dibuatnya, murah dan gelombang outputnya relative baik. Gelombang persegi pada rangkain ini mempunyai frekuensi keluaran 10 khz. Pada gambar dibawah adalah rencana rangkaian astabil multivibrator dengan IC 555 yang akan dibuat, dimana untuk memilih frekuensi tersebut ditentukan oleh nilai RA, RB, dan RC. Rangkaian driver ini menggunakan sebuah transistor dimana arus dapat dilewati arus yang cukup untuk menggerakkan rangkaian switching dengan arus input yang kecil sesuai dengan arus output astabil multivibrator ( IC 555 ). Gambar 16 Driver Rangkaian Trigger Rangkaian Swicthing Pada rangkaian ini berfungsi untuk membangkitkan daya osilasi yang tinggi, karena tegangan Kolektor Emitor ( Vce ) saat transisitor switching off adalah besar sekali, untuk itu dipilih transisitor type 2SD1885. Data dari book type ini mempunyai nilai Vce maksimum sebesar 600 V, sehingga dengan nilai Vce tersebut akan mampu bekerja pada saat transistor switching off yang mana pada keadaan ini harga tegangan Vce besar sekali. Gambar 15 Astabil Multivibrator dengan IC 555 Untuk memudahkan Astabil Multivibrator pada frekuensi yang tepat maka resistor R A tersebut diganti dengan variable resistor dengan nilai 10 Ω, yang akan disetting sehingga memperoleh nilai resistor R A tepat pada nilai Ω dengan bantuan ohm meter. Driver Horisontal Rangkaian driver ini, disampingkan untuk matching impedansi antara output astabil multivibrator ( IC 555 ) dengan input rangkaian switching, juga untuk menguatkan arus agar dapat menggerakkan transformator tegangan tinggi ( flay back ). Gambar 17 Rangkaian Switching Transistor Transformator Tegangan Tinggi Untuk transformator tegangan tinggi ini kami menggunakan transformator pembangkit tegangan tinggi pada televisi ( flayback ) yang akan dipakai adalah jenis type ( SONNY ). Pada type ini sudah terdapat rangkaian pengganda tegangan ( Voltage Doubler ) didalamnya, sehingga trafo ( Flayback ) ini dapat menghasilkan tegangan dalam orde kilo volt. Untuk type ini dengan menggunakan kaki no. 9 dan no. 10 sebagai input dari flayback sedang untuk ground adalah no. 8. Bisa juga digunakan 55

9 Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 ISSN: kaki no. 7 dan no. 11 sebagai inputnya dan kaki no. 8 sebagai ground. HASIL DAN PEMBAHASAN Switching Transistor (Transisitor sebagai saklar) Dalam pembangkit tegangan tinggi pulsa dengan frekuensi variabel, diperlukan peralatan switching. Peralatan switching untuk aplikasi eloktronika biasanya menggunakan transisitor. Cara kerjanya mirip dengan saklar mekanik yaitu buka dan tutup. Saat mekanik membuka maka tidak ada arus mengalir, tetapi saat tertutup maka arus akan mengalir menuju beban. Rangkaian switching diperlihatkan pada Gambar 5.5. Gambar 18 Transistor sebagai saklar dari hasil perhitungan Pada untuk televisi biasanya memakai transistor jenis 2SD1885. Bila transistor jenis ini akan dipakai sebagai switching rangkaian ini maka harus disesuaikan dengan perhitungan rancangan dan lembar data yang ada. 0,334 A β dc 5 (dari data maksimum = 1 A) Tegangan inputan V in minimum menghasilkan kejenuhan, tegangan basis emitor V BE dari lembar data = 1,5 jadi Vin = I B(sat).R B +V BE = 0, ,5 = 4,84 Volt Maka jenis transistor 2 SD 1885 bisa digunakan pada rangkaian switching transistor ini karena kesesuaian rancangan rangkaian dengan lembar data transistor. Gambar 19 Grafik titik kerja transistor switching dari hasil perhitungan Dari Gambar 19 terlihat arus jenuh kolektor I C(sat) yang dipertemukan dengan tegangan catu V CC memotong kurva arus jenuh basis. Titik temunya merupakan titik jenuh yaitu pada 4,84 V Disipasi daya transistor ini dapat dicari dengan rumus P D = V CE. I C + V BE = 0, ,5 = 4,84 V Sehingga temperatur kotak transistor ini dapat dihitung, dimana setelah disipasi daya P D diketahui, temperatur ambien pada 75 0 C, tahanan termal kotak dengan penyalur panas θ CS diketahui dari data yaitu 0,5 0 C, maka besar temperatur kotak, T C = ,35(0,5 + 1,5) = 91,7 0 C Batas daya maksimum transistor dapat diketahui dari lengkung reduksi pada Grafik 5.6. Dari grafik tersebut terlihat bahwa batas daya transistor pada temperatur ambien adalah 32,5 W. Gambar 20 Kurva reduksi pada temperatur ambien 56

10 ISSN: Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 Dari hasil pengujian tegangan impuls didapat tabel sebagai berikut : Tabel 1 Pengujian Bahan Isolator dengan Tegangan Impuls NO JENIS ISOLATOR TEGANGAN IMPULS TINGGI ISOLATOR ( cm ) KETEBALAN ISOLATOR ( mm ) JARAK PENGUJIAN ( cm ) HASIL PENGUJIAN 80 Flashover & Breakdown 1. Keramik Lokal ,4 1,5 Flashover & Breakdown 120 Flashover & Breakdown 80 Flashover 2. Plastik Lokal ,5 Flashover & Breakdown 120 Flashover & Breakdown 80 Flashover & Breakdown 3. Keramik Lokal ,5 Flashover & Breakdown 4. Keramik ( Tender PLN ) Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa: 1. Pada isolator keramik lokal dengan tegangan impuls 80kV, 100kV, 120kV dengan tinggi isolator 2 cm, ketebalan 3,4mm dan jarak pengujian 1,5cm didapat hasil pengujian flashover (terjadinya bunga api) karena tinggi isolator yang 2cm dan breakdown (tegangan tembus) berarti isolator tersebut dengan tegangan 80kV sudah breakdown. 2. Pada isolator plastik lokal dengan tegangan impuls 80kV, 100kV, 120kV dengan tinggi isolator 2 cm, ketebalan 9mm dan jarak pengujian 1,5cm didapat hasil pengujian flashover (terjadinya bunga api) karena tinggi isolator yang 2cm pada tegangan 80kV dan breakdown (tegangan tembus) pada tegangan 100kV dan 120kV sehingga disimpulkan diatas 100kV isolator tersebut sudah tembus. 3. Pada isolator keramik lokal dengan tegangan impuls 80kV, 100kV, 120kV dengan tinggi isolator 2 cm, ketebalan 5mm dan jarak pengujian 1,5cm didapat hasil pengujian flashover (terjadinya bunga api) karena tinggi isolator yang 2cm dan breakdown (tegangan tembus) berarti isolator tersebut dengan tegangan 80kV sudah breakdown. 120 Flashover & Breakdown 80 tidak ada (Flashover & Breakdown) ,5 1,5 tidak ada (Flashover & Breakdown) tidak ada (Flashover & Breakdown) 4. Pada isolator keramik standart PLN dengan tegangan impuls 80kV, 100kV, 120kV dengan tinggi isolator 2 cm, ketebalan 10,5mm dan jarak pengujian 1,5cm didapat hasil pengujian flashover (terjadinya bunga api) karena tinggi isolator yang 2cm dan tidak breakdown (tegangan tembus) karena ketebalan dan jenis keramik tersebut. SIMPULAN 1. Pembangkit tegangan tinggi ini dapat dilakukan dengan trafo tegangan tinggi (flayback) yang di eksitasi dengan sinyal trigger dan supply DC. 2. Ketelitian pada pengukuran ini tidak bisa 100%, hal ini disebabkan karena pengukuran yang selalu dipakai bersama rangkaian lain sehingga ketelitian manjadi kurang. 3. Dengan tegangan tinggi yang dihasilkan peralatan ini kita dapat menguji kemampuan daya tembus tegangan pada bahan isolator. 4. Dengan tegangan impuls yang dihasilkan kita dapat menguji bahan isolator. 57

11 Vol. 4 No. 2 Edisi Nopember 2014 ISSN: DAFTAR PUSTAKA [1]. Arismunandar, Artono, 1983, Teknik Tegangan Tinggi, ITB, Bandung [2]. Arismunandar, Artono, 1975, Teknik Tegangan Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta [3]. Andrew, Albert Thomas, 1970, The Design and Analysis of a Transistor Oscilator in Oscillator in Icrostrip, George Washington University [4]. Coughlin, Robert, Driscoll, Frederick, 1985, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta [5]. Data sheet book 1, Edisi kedua, Elex Media Komputindo, 1990 [6]. Darwanto, Djoko Paul, Ir., 1983, Faktor Effisiensi Geometri Menurut Schwaiger, Laboratorium Pengukuran Listrik dan Tegangan Tinggi ITB, Bandung [7]. Edminister, Joseph A., Nahvi, Mahmood, 2006, Rangkaian Listrik, Edisi Empat, Erlangga, Jakarta [8]. Japan Transistor Manufacturing Manual Book, Second Edition, Jakarta, [9]. Jr, Hayt, William H., E.Kemmerly, Jack, Durbin, Steven M., 2005, Rangkaian Listrik, Edisi enam Jilid 1, Erlangga, Jakarta [10]. Kind, Dieter, 1993, Pengantar Teknik Eksperimental Tegangan Tinggi, ITB, Bandung [11]. Malvino, Albert Paul, 1986, Prinsip prinsip Elektronika, Edisi ketiga Jilid 1, Erlangga, Jakarta, [12]. Malvino, Albert Paul, 1987, Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor, Edisi kedua, Eralangga, Jakarta [13]. Rio, Reka, Yoshikatsu Sawamura, 1999, Teknik Reparasi TV Berwarna, PT. Pradnya Paramitha, Jakarta, [14]. Tobing, Bonggas L, 2003, Peralatan Tegangan Tinggi, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta [15]. Yohannes, H.C., 1980, Dasar dasar Elektronika, Edisi kedua, PT. Ghalia Indonesia, Jakarta,1986 [16]. Zhanggischan, Ir., EE, M.Sc., Zuhal, Dr., Prof., 2004, Prinsip Dasar Elektro Teknik, PT. Gramedia Pustaka Utama 58