Analisis Tegangan Tembus Minyak Biji Karet (Rubber Seed Oil) Sebagai Alternatif Bahan Isolasi Cair

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR Analisis Tegangan Tembus Minyak Biji Karet (Rubber Seed Oil) Sebagai Alternatif Bahan Isolasi Cair Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik OLEH MARTHIN SILALAHI NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2 2

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-nya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul : Analisis Tegangan Tembus Minyak Biji Karet (Rubber Seed Oil) Sebagai Alternatif Bahan Isolasi Cair Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini banyak kendala yang dihadapi, namun atas saran, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Karena itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar - besarnya kepada : 1. Kedua orang tua penulis, M.Silalahi (Alm) dan E. br.simorangkir atas segalanya. 2. Bapak Ir.Syahrawardi, selaku dosen pembimbing penelitian yang telah membimbing dan memberi dukungan dari awal penelitian hingga penyelesaian skripsi ini. 3. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T. sebagai dosen penguji I yang telah memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini. 4. Ibu Syska Yana, S.T.,M.T. sebagai dosen penguji II yang telah memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini. 5. Bapak Ir.Syahrawardi selaku Dosen Wali penulis. 6. Bapak Ketua Departemen dan seluruh staf pengajar Teknik Elektro Fakultas Teknik. iii

4 7. Para asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi yang dengan kerelaan hati meluangkan waktunya untuk berdiskusi dan membantu pengambilan data Tugas Akhir ini. 8. Abang dan kakak-kakak saya tercinta yang selalu memberikan dukungan, hiburan dan doanya. 9. Keluarga besar Silalahi dan Simorangkir tanpa terkecuali yang sudah banyak membantu dari segi materiil maupun doa. 10. Rap Leanon P. Gorat yang selalu menyemangati saya selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini. 11. Teman - teman mahasiswa stambuk 2010 yang luar biasa yang banyak memberikan dukungan, motivasi maupun saran yang sangat berharga. 12. Serta untuk semua rekan dan kerabat yang tidak bisa disebutkan satu per satu, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar - besarnya. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, September 2015 Penulis, Marthin Silalahi NIM: iv

5 ABSTRAK Minyak isolasi pada transformator digunakan sebagai media isolasi maupun sebagai pendingin. Agar dapat menjalankan fungsinya sebagai minyak trafo dengan baik, maka minyak harus memiliki tegangan tembus yang memenuhi standar. Tegangan tembus pada minyak dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain: gelembung - gelembung gas, tingkat kemurnian dan umur minyak tersebut. Pengujian tegangan tembus minyak biji karet (rubber seed oil) dimaksudkan sebagai studi awal untuk mengetahui kelayakannya sebagai minyak isolasi alternatif. Pengujian dilakukan dengan menggunakan elektroda bola - bola standar dengan variasi suhu. Variasi suhu dilakukan karena adakalanya suhu minyak mengalami kenaikan terutama dalam kondisi beban yang tinggi. Dan sebagai pembanding juga diuji minyak nabati yaitu minyak biji bunga matahari (sunflower seed oil), minyak biji anggur (grapeseed oil), dan minyak zaitun (olive oil). Dari hasil pengujian diperoleh bahwa tegangan tembus minyak biji karet pada kenaikan suhu sampai 60 o C mengalami kenaikan yaitu pada suhu 28,3 o C tegangan tembusnya adalah 28,02 kv dan pada suhu 60 o C adalah 33,9 kv. Tetapi pada kisaran perubahan dari suhu 60 o C hingga mencapai suhu 80 o C tegangan tembus minyak biji karet menurun secara signifikan yaitu pada suhu 80 o C tegangan tembus minyak biji karet menjadi 27,1 kv. Jika dibandingkan dengan minyak nabati yang lainnya, pada suhu 28,3 o C dan 40 o C minyak biji karet mempunyai tegangan tembus yang paling tinggi yaitu 28,02 kv dan 32,22 kv. Dan pada suhu 60 o C dan 80 o C minyak zaitun yang mempunyai tegangan tembus paling tinggi yaitu 43,09 kv dan 41,36 kv. Kata kunci: tegangan tembus, minyak biji karet, isolasi cair v

6 DAFTAR ISI Halaman PENGESAHAN KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN i iii v vi viii ix x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Manfaat Penelitian Batasan Masalah 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pembangkitan Tegangan Tinggi Bolak Balik (AC) Kekuatan Dielektrik Isolasi Cair Karakteristik Isolasi Cair Mekanisme Kegagalan Isolasi Cair Syarat-syarat Minyak Isolasi Degradasi Minyak Isolasi Minyak Nabati Minyak Biji Karet (Rubber Seed Oil) Minyak Biji Bunga Matahari (Sunflower Seed Oil) Minyak Zaitun (Olive Oil) Minyak Biji Anggur (Grapeseed Oil) Faktor yang Mempengaruhi Mutu Minyak 19 vi

7 2.8 Metode Pengambilan Minyak Dasar-dasar Pengujian Tegangan Tinggi Standarisasi Pengujian Tegangan Tembus 21 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Umum Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Rangkaian Pengujian Prosedur Pengujian Flowchart Pengujian 26 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Data Hasil Pengujian Pengolahan Data Analisis Data 37 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 42 DAFTAR PUSTAKA 43 LAMPIRAN 45 vii

8 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Rangakain Pembangkit Tegangan Tinggi AC 4 Gambar 2.2 Medan Elektrik Dalam Suatu Bahan Isolasi 5 Gambar 2.3 Biji Karet 15 Gambar 2.4 Minyak Biji Karet 16 Gambar 2.5 Minyak Biji Bunga Matahari 17 Gambar 2.6 Minyak Zaitun 18 Gambar 2.7 Minyak Biji Anggur 18 Gambar 2.8 Hubungan Tegangan Pengujian Terhadap Waktu Pengujian 21 Gambar 2.9a Elektroda Bola-Bola Untuk Mengukur Tegangan Tembus Menurut IEC Gambar 2.9b Elektroda Setengah Bola Untuk Mengukur Tegangan Tembus Menurut IEC Gambar 3.1 Rangkaian Pengujian Tegangan Tembus Minyak 24 Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Percobaan 28 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Perubahan Suhu Terhadap Tegangan Tembus Minyak Biji Karet 37 Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Tegangan Tembus Minyak 39 Gambar L1.1 Satu Set Trafo Uji 220 V/100 kv, 50 kva, 50 Hz 44 Gambar L1.2 Proses Pemanasan Minyak Sampai Suhu yang Ingin Diuji 44 Gambar L1.3 Proses Pengadukan Minyak Sebelum Diuji untuk Menghilangkan Gelembung Gas yang Mungkin Ada 45 Gambar L1.4 Proses Pengukuran Suhu Sebelum dan Sesudah Pegujian Tegangan Tembus 45 Gambar L1.5 Proses Pengujian Sampai Minyak Tembus Listrik 46 Gambar L1.6 Data Tegangan Tembus pada Voltmeter AC 46 viii

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Sifat Minyak Biji Karet 16 Tabel 2.2 Kandungan Minyak Biji Karet 16 Tabel 2.3 Kandungan Minyak Biji Bunga Matahari 17 Tabel 2.4 Kandungan Minyak Zaitun 18 Tabel 2.5 Kandungan Minyak Biji Anggur 19 Tabel 4.1 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu Ruangan 28,3 o C 29 Tabel 4.2 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu 40 o C 29 Tabel 4.3 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu 60 o C 30 Tabel 4.4 Tegangan Tembus Minyak Biji Karet pada Suhu 80 o C 30 Tabel 4.5 Tegangan Tembus Minyak Biji Bunga Matahari pada Suhu Ruangan 28,3 o C 30 Tabel 4.6 Tegangan Tembus Minyak Biji Bunga Matahari pada Suhu 40 o C 31 Tabel 4.7 Tegangan Tembus Minyak Biji Bunga Matahari pada Suhu 60 o C 31 Tabel 4.8 Tegangan Tembus Minyak Biji Bunga Matahari pada Suhu 80 o C 31 Tabel 4.9 Tegangan Tembus Minyak Biji Anggur pada Suhu Ruangan 28,3 o C 32 Tabel 4.10 Tegangan Tembus Minyak Biji Anggur pada Suhu 40 o C 32 Tabel 4.11 Tegangan Tembus Minyak Biji Anggur pada Suhu 60 o C 32 Tabel 4.12 Tegangan Tembus Minyak Biji Anggur pada Suhu 80 o C 33 Tabel 4.13 Tegangan Tembus Minyak Zaitun pada Suhu Ruangan 28,3 o C 33 Tabel 4.14 Tegangan Tembus Minyak Zaitun pada Suhu 40 o C 33 Tabel 4.15 Tegangan Tembus Minyak Zaitun pada Suhu 60 o C 34 Tabel 4.16 Tegangan Tembus Minyak Zaitun pada Suhu 80 o C 34 Tabel 4.17 Perbandingan Tegangan Tembus Minyak Nabati 37 Tabel 4.18 Perbandingan Kandungan Minyak Nabati 39 ix

10 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Foto Penelitian 43 x