PENGARUH BUSUR API TERHADAP KEKUATAN DIELEKTRIK GAS SF 6

Transkripsi

1 PENGARUH BUSUR API TERHADAP KEKUATAN DIELEKTRIK GAS SF 6 OLEH : NAMA : JHONY NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 ABSTRAK Bahan isolasi gas yang sering digunakan adalah gas SF 6. Sifat sifat dari gas SF 6 ini tidak berwarna, tidak beracun, tidak berbau. Salah satu pemanfaatan dari gas SF 6 ini sebagai bahan isolasi adalah pada pemutus tenaga (circuit breaker). Jika pemutus tenaga SF 6 membuka, maka pada sela kontaknya akan terjadi busur api. Busur api akan menaikkan temperatur gas SF 6 sehingga ada dugaan gas SF 6 mengalami perubahan struktur kimia, sehingga sifat listriknya berubah. Tugas akhir ini akan meneliti pengaruh temperatur busur api tersebut terhadap kekuatan dielektrik gas SF 6.

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat yang telah diberikan-nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pengaruh Busur Api Terhadap Kekuatan Dielektrik Gas SF 6. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu Wong Poh Seng dan Lauw Tjai Tjin, kedua kakak penulis Ailie dan Rita di Jakarta, dan abang penulis Ayong di Lombok atas seluruh perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mendapat dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Bonggas L. Tobing selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih sebesar-besarnya penulis ucapkan untuk Beliau.

4 2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, MSi selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU dan Bapak Rahman Fauzi, ST.,MT., selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU. 3. Bapak Ir. Pernantin Tarigan, MSc selaku Dosen Wali penulis. 4. Bapak Ir. Syahrawardi selaku Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi. 5. Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik. 6. Bapak Khaldun M. Badra di PT INALUM yang telah banyak membantu penulis dalam pengambilan sampel gas SF Angelina Ong yang telah memberikan semangat, dorongan dan ide-ide kepada penulis. 8. Seluruh asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi : Akim, Setia, Moko, Eykel, dan khususnya Wilvian dan Monda yang telah membantu penulis dalam pengambilan data. 9. Teman-teman stambuk 2007: Denny, Yuyanyo, Yudy, Cimet, Syuibai, Wendy, Bento, Aan, Ramcheys, Binsar, Selvi, Andrew, Janes, Jon, Kaban, Kukuh, Leo, Mariocoy, Ahmad seru, Rocky, Ramli, Reza, dan teman-teman 2007 lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Jasa-jasa kalian tidak akan dilupakan. 10. Kepada abang-abang senior dan adik-adik junior: Ko Herman, Ko Joni, ko Frendy, Ko Angga, Bang Jaitun, Bang Albert, Bang Folda, Budiman, Thomas, Bang Okta, Bang Kristian, Hendrik, Sugianto, AH, Teguh, Antonius, Aji, Robin, Johnson dan

5 abang/kakak senior serta adik-adik junior yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Yang telah memberi motivasi kepada penulis. 11. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan terima kasih banyak. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahan-kesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Medan, Juni 2011 Penulis, Jhony

6 DAFTAR ISI Abstrak...i Kata Pengantar...ii Daftar Isi...v Daftar Gambar...vii Daftar Tabel...ix BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang...1 I.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan...1 I.3 Batasan Masalah...2 I.4 Metode Penulisan...2 I.5 Sistematika Penulisan...3 BAB II BUSUR API LISTRIK II.1 Definisi Busur Api Listrik...5 II.2 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Terjadinya Busur Api Listrik...8 II.3 Proses Terjadinya Busur Api Pada Pemutus Tenaga Gas SF II.4 Panas Yang Ditimbulkan Busur Api Listrik...17

7 BAB III GAS SF 6 III.1 Sifat Umum Gas SF III.2 Bentuk Molekul Gas SF III.3 Proses Tangkapan Elektron Bebas Pada Gas SF III.4 Pengaruh Panas Terhadap Kekuatan Dielektrik Gas SF BAB IV EKSPERIMEN IV.1 Umum...32 IV.2 Prosedur Eksperimen...38 IV.3 Hasil Percobaan...39 IV.4 Analisis Data...39 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 kesimpulan...44 V.2 Saran...44 DAFTAR PUSTAKA...45

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Medan Listrik di Antara Dua Elektroda...5 Gambar 2.2 Busur Api di Antara Dua Elektroda...7 Gambar 2.3 Garis-Garis Medan Listrik di Antara Kedua Elektroda...10 Gambar 2.4 Garis-Garis Gaya Listrik Pada Muatan Positif dan Negatif...10 Gambar 2.5 Garis-Garis Gaya Listrik Di antara Muatan Positif dan Negatif...11 Gambar 2.6 Garis-Garis Gaya Listrik di Antara Dua Muatan Positif...11 Gambar 2.7 Pemutus Tenaga SF 6 Bertekanan Tunggal...15 Gambar 2.8 Proses Terjadi Dan Pemadaman Busur Api Pada Pemutus Tenaga SF 6 Tekanan Tunggal...16 Gambar 2.9 Busur Api Di Antara Kedua Kontak Pemutus Tenaga...18 Gambar 3.1 Perbandingan Nilai Tegangan Tembus Antara Gas SF 6 Dan Udara...21 Gambar 3.2 Hubungan Tekanan dan Tegangan Tembus Dari Gas SF Gambar 3.3 Bentuk Molekul Gas SF Gambar 3.4 Medan Listrik Yang Timbul Di Antara Dua Elektroda...27 Gambar 3.5 Penyerapan Elektron Bebas Pada Molekul Netral...28

9 Gambar 4.1 Tabung Sampel Gas SF Gambar 4.2 Trafo Uji...33 Gambar 4.3 Voltmeter AC...34 Gambar 4.4 Tahanan Peredam...35 Gambar 4.5 Elektroda Bola-Bola...36 Gambar 4.6 Wadah Pengukuran Tegangan Tembus Sampel Gas SF Gambar 4.7 Rangkaian Percobaan...37 Gambar 4.8 Penurunan Kekuatan Dielektrik Gas SF