1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik merupakan kebutuhan manusia yang sangat penting dalam menunjang kehidupan sehari hari. Kebutuhan akan energi listrik tersebut selalu meningkat setiap tahunnya seiring dengan perkembangan zaman. Listrik dibangkitkan oleh pembangkit yang kemudian disalurkan melalui sistem transmisi menuju sistem distribusi yang akhirnya disalurkan kepada konsumen. Saat kebutuhan konsumen meningkat, akan mengakibatkan semakin besarnya aliran listrik yang harus disalurkan. Saluran bertegangan tinggi digunakan untuk menangani permasalah tersebut sehingga dapat memenuhi kebutuhan konsumen yang tinggi. Telah diciptakannya saluran bertegangan tinggi membuat masyarakat lebih mudah dalam mengakses dan menggunakan listrik tanpa perlu khawatir mengenai kekurangan listrik pada daerah tersebut. Kapasitas penyebaran listrik semakin membesar, hingga saat ini tegangan penyaluran pada tegangan tinggi telah mencapai nominal 500 kv. Semakin banyaknya kebutuhan konsumen akan listrik membuat banyaknya saluran listrik bertegangan tinggi maupun saluran listrik bertegangan menengah kebawah yang dipasang didalam lingkungan konsumen. Terutama pada Saluran listrik bernominal 20 kv yang digunakan untuk menyalurkan listrik dari gardu induk kepada konsumen, membuat perlu lebih ditingkatkannya lagi faktor- 1
2 faktor kemanan, baik untuk jaringan listrik tersebut maupun untuk konsumen itu sendiri, melihat saluran listrik yang berhubungan langsung dengan konsumen. Ditingkatkannya faktor keamanan pada sistem dimaksudkan agar sistem listrik tetap bekerja dengan optimal tanpa adanya gangguan yang terjadi baik secara jangka panjang maupun jangka pendek. Semakin amannya sistem kelistrikan maka akan membuat nilai keandalan dari sistem tersebut meningkat. Faktor keamanan pada sistem kelistrikan salah satunya adalah peralatan isolasi listrik. Isolasi merupakan bahan yang dapat memisahkan dua atau lebih komponen penghantar listrik yang berdekatan sehingga tidak terjadi kobocoran arus antar penghantar tersebut. Agar efisiensi peralatan listrik tetap maksimal, isolasi tersebut harus memiliki kualitas yang baik dalam menahan medan listrik saluran tegangan tinggi. Hal-hal ini diutamakan pada nilai breakdown strength tinggi, resistivitas tinggi, dan rugi rugi yang rendah pada isolator tersebut. Dalam jaringan sistem tenaga listrik, kegagalan sistem dapat disebabkan karena permasalahan pada isolator yang memisahkan pengantar listrik dengan penghantar lain disekitarnya. Pemicu terjadinya kegagalan pada isolator disebabkan saat isolator tidak dapat menahan kuat medan listrik yang bernilai diatas batas tegangan yang dapat ditahan oleh isolator tersebut. Hal ini memicu terjadinya mekanisme loncatan api atau flashover yang berakibat mengalirnya listrik pada satu penghantar dengan penghantar lainnya. Kekuatan dari isolator dalam menahan medan listrik dapat dipengaruhi oleh berbagai hal baik itu pengaruh yang berakibat secara langsung maupun tidak langsung. Kondisi
3 lingkungan sekitar isolator merupakan faktor luar yang berpengaruh pada besarnya nilai isolasi pada isolator tersebut. Sistem tenaga listrik yang berada diluar ruangan membuat isolator harus dapat digunakan pada keadaan kondisi lingkungan yang berbeda-beda. Umumnya jenis bahan isolator yang digunakan diluar ruangan adalah bahan keramik hal ini dikarenakan keramik memiliki keunggulan dibanding bahan lainnya. Salah satu contohnya adalah saat terjadi kegagalan, isolator yang berbahan keramik tidak akan mengalami kerusakan hal ini dikarenakan komposisinya yang solid sehingga tidak terjadi puncture melainkan hanya terjadi flashover pada permukaan isolator. Keunggulan ini membuat isolator berbahan keramik bisa digunakan terus menerus walaupun terjadi kegagalan pada isolasinya. Isolator tonggak merupakan isolator yang didesain untuk dapat digunakan diluar ruangan. Ini membuat isolator harus mampu bertahan walaupun terpengaruhi oleh berbagai macam kondisi lingkungan, baik itu kondisi kering maupun kondisi basah karena hujan. Penting mengetahui daya tahan listrik isolator tonggak saat terpengaruh oleh kondisi lingkungan, terutama saat terkena hujan. Hujan pun bervariasi tergantung dari besarnya curah hujan yang turun pada suatu wilayah tersebut, baik itu hujan rintik, sedang, maupun deras. Dengan latar belakang itulah kami melakukan penelitian dan menganalisa lebih lanjut mengenai pengaruh curah hujan pada tegangan ac lewat denyar isolator tonggak. Sehingga pada penelitian ini dapat diketahui nilai tegangan lewat denyar pada isolator tonggak saat dipengaruhi oleh curah hujan yang berbeda.
4 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang maka dapat dirumuskan masalah yang menjadi kajian dalam penelitian ini, yaitu : 1. Banyaknya isolator tonggak yang digunakan pada saluran tegangan menengah yang terpasang diluar ruangan, sehingga perlu untuk mengetahui nilai tegangan ac saat terjadi lewat denyar pada isolator tonggak yang dipengaruhi kondisi lingkungan, baik itu kering maupun basah. 2. Bervariasinya nilai curah hujan di setiap wilayah, sehingga perlu diketahuinya pengaruh curah hujan yang bervariasi terhadap nilai tegangan lewat denyar dari isolator tonggak. 3. Terdapat dua jenis isolator tonggak yang digunakan pada saluran listrik dengan rating tegangan 20 kv, sehingga perlu dibandingkan data hasil pengujian dari kedua jenis isolator tonggak tersebut. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh curah hujan pada tegangan ac lewat denyar isolator tonggak dengan berbagai variasi curah hujan yang diberikan sehingga dapat diketahui acuan pemasangan isolator tonggak yang aman dan sesuai untuk mencegah terjadinya lewat denyar yang mungkin terjadi. Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Mendapatkan data hasil pengujian isolator tonggak yang mengalami lewat denyar saat diberi tegangan tinggi ac pada keadaan kering dan basah untuk dianalisa.
5 2. Mendapatkan pemahaman dalam nilai ketahanan isolator tonggak terhadap tegangan tinggi ac pada kondisi hujan dengan nilai curah yang bervariasi. 3. Dapat menjadi bahan acuan dalam pemilihan jenis isolator tonggak untuk digunakan pada saluran tegangan 20 kv yang sesuai dengan kondisi lingkungan. 1.4 Batasan Masalah Faktor yang berhubungan dengan penelitian ini sangat banyak. Oleh karena itu, penulis memberikan batasan-batasan dengan tujuan agar pembahasan masalah menjadi lebih terfokus. Batasan-batasan yang digunakan adalah : 1. Isolator tonggak diuji dengan menggunakan trafo pengujian tegangan tinggi 400 kv. 2. Isolator tonggak yang digunakan adalah isolator tipe pin post dan line post dengan rating tegangan kerja 20 kv. 3. Parameter yang diamati adalah tegangan saat lewat denyar pada isolator tonggak. 4. Pengujian akan dilakukan pada kondisi kering dan basah. 5. Pengujian pada kondisi basah akan dilakukan dengan variasi curah hujan rintik, sedang, dan deras yang sesuai dengan kondisi curah hujan kota Yogyakarta. 6. Air yang digunakan sebagai bahan uji adalah air tanah yang terdapat di Jurusan Teknik Elektro yang diibaratkan sebagai air hujan. 7. Simulator tetesan air hujan diarahkan secara vertikal dengan bahan uji dengan mengabaikan pengaruh angin dalam merubah arah tetesan air.
6 8. Suhu, tekanan udara, dan kelembaban saat pengujian didapat dengan mengikuti kondisi lingkungan uji. 9. Pengamatan yang dilakukan dengan menitikberatkan pada variasi curah hujan yang berbeda pada isolator, sehingga kecepatan tetesan air hujan diabaikan. 1.5 Metode Penelitian Metode pengumpulan data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : 1. Studi Pustaka Studi pustaka meliputi studi literatur yang berhubungan dengan teknik tegangan tinggi, sistem isolasi, dan studi literatur yang memiliki korelasi dengan penelitian yang dilakukan. 2. Pengujian Laboratorium Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Menggunakan tegangan tinggi AC 50 Hz dalam pengujian tegangan tembus pada isolator tonggak. 3. Diskusi Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing I dan dosen pembimbing II juga laboranmengenai penelitian yang telah dilakukan. 1.6 Sistematika Penulisan Hasil-hasil penelitian mengenai Pengaruh Curah Hujan Pada Tegangan AC Lewat Denyar Isolator Tonggak disajikan secara sistematis dalam penulisan
7 ini. Secara keseluruhan penulisan ini terdiri dari lima bagian besar yang disajikan dalam bentuk bab, dengan rincian sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian batasan masalah, metode penelitian, dan Sistematika Penulisan. BAB II DASAR TEORI Digunakan dasar dasar teori dari berbagai sumber untuk mendukung pembahasan, baik diperoleh dari studi literatur, internet, maupun konsultasi dengan dosen pembimbing dan laboran. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Metodologi penelitian menjelaskan mengenai tata cara dan bahan yang digunakan pada penelitian, sehingga nantinya didapatkan data yang akurat untuk dianalisa. BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN Data yang diperoleh dari penelitian di analisa dan dibahas, untuk mendapatkan sebuah pemahaman dan kesimpulan dari penelitian tersebut. BAB V PENUTUP Sebuah kesimpulan didapatkan dari hasil penelitian dan analisis, juga diberikan saran untuk perkembangan penelitian selajutnya.