1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Teknik tenaga listrik sudah mengalami kemajuan yang cukup signifikan dalam sistem penyaluran tenaga listrik. Namun, masih ada daerah yang masih sulit dijangkau oleh jasa listrik untuk membangun saluran transmisi listrik di daerah terpencil. Selain itu untuk membangun saluran transmisi baru memerlukan biaya yang tidak sedikit. Permasalahan efisiensi untuk pengiriman, penyaluran dan pemakaian daya listrik merupakan tujuan utama setiap jasa listrik maupun pusatpusat pembangkitan listrik. Jaringan sistem tenaga listrik diharapkan sedapat mungkin memiliki keseimbangan antara sistem pembangkitan dan beban, sehingga diperlukan suatu sistem penyaluran yang efisien dan maksimal dengan cara menggunakan materi penyaluran, serta peralatan-peralatan yang memiliki efisiensi yang tinggi. Salah satu bagian penting peralatan tegangan tinggi untuk sistem transmisi dan distribusi adalah bagian pengamannya yang membutuhkan isolasi dengan sifatsifat kelistrikan yang baik. Selain itu, materi isolasi juga dituntut mempunyai sifat mekanis yang baik diantaranya ketahanan terhadap gaya tekan dan tarik sehingga mampu bertahan terhadap gangguan mekanis maupun elektris tinggi yang disebabkan pengoperasian pada tegangan tinggi. Persoalan yang harus diperhatikan suatu materi isolasi yang baik adalah ketahanan terhadap cuaca mengingat sistem isolasi sering dipasang di daerah atau di tempat-tempat yang memiliki kondisi cuaca 1
2 yang ekstrim, contohnya yaitu di daerah dengan curah hujan yang tinggi. Oleh karena itu, materi isolasi harus memiliki kestabilan yang tinggi terhadap berbagai kondisi. Bahan isolasi akan menunjukkan karakteristiknya bila dipengaruhi oleh medan listrik. Kayu merupakan salah satu bahan isolasi padat yang termasuk dalam bahan dielektrik, namun penelitian kayu sebagai bahan isolator pada sistem tenaga listrik belum banyak dilakukan secara spesifik. 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. Jenis kayu yang akan diteliti yaitu kayu jati yang merupakan potensi lokal pada suatu daerah, sehingga daerah penghasil kayu jati dapat memanfaatkannya sebagai sistem penyaluran listrik agar biaya yang diperlukan untuk membangun saluran transmisi listrik dapat lebih ekonomis namun tidak mengurangi fungsinya sebagai isolator. Oleh karena itu, agar memenuhi standar sebuah isolasi diperlukan sebuah penelitian dan pengujian tegangan tinggi untuk mengetahui karakteristik tegangan tembus dan arus bocor pada kayu jati sebagai bahan isolator. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui besarnya tegangan yang mampu ditahan dan dapat diketahui juga arus bocor yang terjadi pada bahan isolator tersebut sehingga dapat
3 menggantikan peranan isolator padat dengan bahan yang secara umum telah di produksi dan banyak digunakan sebelumnya. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian pada latar belakang, maka dapat dirumuskan masalah yang menjadi kajian dalam penelitian ini sebagai berikut : 1. Perlu karakteristik kayu jati sebagai isolator terhadap tegangan tinggi AC dalam keadaan kering dan basah diketahui. 2. Penentuan karakteristik kayu jati sebagai isolator terhadap tegangan tembus dan arus bocor, serta kekuatan dielektrik variasi panjang ukuran kayu. 1.3 Pembatasan Masalah Jenis peralatan listrik yang menggunakan isolator jenis padat seperti isolator kapasitor, bushing transformator dan isolator gantung pada saluran transmisi. Isolator padat yang banyak digunakan adalah jenis isolator keramik, porselen, dan kaca. Tetapi penelitian ini dilakukan terhadap isolator kayu dengan ketentuan sebagai berikut: 1. Jenis kayu yang digunakan sebagai bahan isolator adalah jenis jati jawa. 2. Kayu jati yang digunakan memiliki karakteristik yang berbeda, karena sampel kayu yang digunakan tidak berasal dari satu pohon yang sama. Sehingga mengakibatkan perbedaan sifat isolator yang dimiliki oleh sampel kayu jati. 3. Tegangan yang digunakan adalah tegangan AC dengan maksimal tegangan yang digunakan adalah 20 kv.
4 4. Karakteristik yang ingin diketahui adalah pengaruh isolator kayu jati terhadap tegangan tembus dan arus bocor. 5. Pengujian dilakukan pada kondisi kering dan basah. 6. Pengujian pada kondisi basah dilakukan dengan merendam sampel kayu. 7. Keadaan suhu, tekanan udara, dan tingkat kelembaban menyesuaikan keadaan pada laboratorium. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik kayu jati sebagai bahan isolator yaitu: 1. Arus bocor, tegangan tembus dan kekuatan dielektrik dalam keadaan kering dan basah pada jenis kayu jati sebagai pengetahuan mengenai bahan isolator kayu terhadap tegangan AC sistem 20 kv. 2. Tegangan tembus, arus bocor dan kekuatan dielektrik pada beberapa nilai panjang kayu jati, sehingga dapat diketahui kayu yang baik dan aman sebagai bahan isolasi untuk digunakan sebagai isolasi tegangan tinggi. 1.5 Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pemahaman dan isi tugas akhir dengan judul Karakteristik Kayu Jati sebagai Bahan Isolator Sistem 20 kv ini, maka penulisannya terdiri dari lima bab yang tersusun sebagai berikut:
5 BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, dan metode penelitian ini. BAB II DASAR TEORI Merupakan teori-teori yang berkaitan dan mendukung penelitian ini. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Berisi tentang alat dan bahan, diagram alir serta langkah-langkah yang dilakukan untuk mendapatkan data yang digunakan pada analisis data. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi tentang hasil penelitian dan pembahasan yang memuat seluruh hasil penelitian dan pembahasan serta analisis tentang data yang diperoleh. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan hasil penelitian dan analisis, serta saran untuk perkembangan penelitian selanjutnya.