1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Proses penyaluran daya adalah tugas utama yang dilakukan oleh perusahaan penyedia tenaga listrik sebagai upaya memenuhi permintaan konsumen dalam melakukan kegiatan sehari-hari. Proses ini merupakan aspek penting dalam sistem tenaga listrik. Seiring peningkatan kebutuhan masyarakat akan energi listrik dan permintaan dengan standar yang lebih tinggi menjadi tanggung jawab bagi perusahaan penyedia tenaga listrik. Standar yang lebih tinggi tersebut adalah terkait pada keandalan dan ketahanan sistem pada penyaluran yang digunakan pada proses penyaluran daya dari pembangkit hingga ke kosumen. Keandalan dan ketahanan sistem terkait pada saluran dan semua peralatan terpasang yang digunakan sepanjang rangkaian penyaluran daya tersebut. Keandalan dan ketahanan salah satunya ditentukan oleh kesiapan saluran dan semua peralatan terpasang dalam semua kondisi, sehingga maksud peyaluran daya dapat dilakukan dengan baik oleh sistem. Kesiapan saluran dan semua peralatan terpasang dapat dikonfirmasi dengan adanya pemeliharaan dan perawatan rutin yang dilakukan dengan cara yang baik, benar, dan aman (safety). Laporan hasil dari pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan ini, menjadi acuan terhadap evaluasi kesiapan sistem untuk tetap digunakan atau harus melakukan penanganan khusus dalam hal perbaikan atau penggantian terhadap komponen atau peralatan yang mengalami kerusakan. 1
2 Semua kegiatan ini pada awalnya dilakukan dengan melakukan pemadaman listrik terlebih dahulu, mulai dari pemeliharaan hingga perbaikan atau penggantian pada komponen tertentu, hingga semua proses selesai barulah listrik kembali disalurkan seperti biasanya. Semua rangkain kegiatan ini dilakukan oleh pihak penyedia tenaga listrik untuk meningkatkan keandalan sistem dalam menyediakan pasokan listrik pada konsumen. Namun yang konsumen rasakan adalah berbeda, karena ketika pemadaman listrik dilakukan pada waktu pemeliharaan hingga perbaikan ataupun penggantian membutuhkan waktu yang cukup lama, sehingga pekerjaan ini menimbulkan kerugian bagi konsumen yang membutukan daya listrik untuk pekerjaannya. Untuk mencegah dan menghindari kerugian yang timbul akibat pekerjaan pemeliharaan, maka proses pemeliharaan terhadap saluran dan peralatan yang terhubung sedapat mungkin dilakukan tanpa memutus aliran listrik. Proses pemeliharaan ini dikenal dengan Pekerjaan Dalam Keadaan Bertegangan (PDKB). Pekerjaan Dalam Keadaan Bertegangan (PDKB) sudah dikenal dari tahun 1837. Pada tahun tersebut, Michael Faraday menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan potensial dalam sebuah konduktor. Dia menemukan bahwa tidak ada pengisian listrik dan oleh sebab itu maka tidak ada medan elektrostatis di dalam sangkar logam yang telah diberi tegangan dengan potensial yang sama dengan menganggap tanah sebagai konduktor. Dengan tidak adanya perbedaan potensial maka tidak ada arus yang mengalir. Dengan menggunakan prinsip tersebut, seorang pekerja dapat dialiri tegangan listrik apabila dilindungi dalam sebuah sangkar Faraday yang diikat/dihubungkan ke konduktor bertegangan sehingga
3 dapat bekerja pada konduktor dengan nyaman. Cara ini hanya dapat dilakukan oleh pekerja yang diisolasi dari bumi dan fasa lainnya. Di Indonesia PDKB kalau dihitung pelaksanaan pertama kali pada 10 November 1993 di Semarang (PT. PLN PUSDIKLAT, 2011). Untuk memastikan seorang yang bekerja pada saluran yang bertegangan tidak ada arus yang mengalir maka diperlukan suatu pengaman (isolator). Persoalan isolasi menjadi salah satu persoalan penting dari beberapa persoalan dalam pelaksanaan PDKB. Isolasi sifatnya memisahkan secara elektris dua buah benda yang berbeda potensial sehingga tidak terjadi kebocoran arus atau dalam hal gradien tinggi, loncatan api (flashover). Sehingga bisa dipastikan pekerja dapat melakukan pekerjaannya dalam keadaan aman. Isolasi yang dibutuhkan harus memiiki sifat-sifat kelistrikan yang baik diantaranya yaitu, breakdown strength tinggi, resistivitas tinggi, dan losses rendah. Selain itu materi isolasi juga harus mempunyai sifat mekanis yang baik diantaranya yaitu memiliki ketahanan terhadap gaya tekan dan tarik sehingga mampu bertahan terhadap gangguan mekanis maupun gangguan elekris yang tinggi yang disebabkan karena pengoperasian. Selain kriteria tersebut diatas untuk PDKB juga perlu memperhatikan faktor massa dari isolasi yang digunakan, karena pada PDKB kelelahan akibat massa isolasi yang digunakan juga harus diminimalisasi. Yang juga harus diperhatikan untuk isolasi yang digunakan adalah ketahanan isolasi terhadap bahan-bahan kimia, mengingat PDKB juga dilakukan didaerah kondisi kimia yang ekstrim, contohnya PDKB pada daerah pantai yang kaya akan garam dan daerah industri yang kaya akan polutan, oleh karena itu juga perlu
4 memperhatikan kestabilan yang tinggi materi isolasi terhadap berbagai larutan atau senyawa kimia. Memperhatikan persyaratan tersebut diatas, salah satu materi yang sudah bisa dan dapat digunakan sebagai materi pengisolasi yang baik untuk mendukung PDKB adalah jenis material polimer plastik, dikarenakan polimer plastik memiliki sifat-sifat serta memenuhi persyaratan sebagai materi isolasi yang baik. Selain itu plastik juga sudah digunakan sebagai materi isolasi pada sistem listrik bertegangan tinggi. Jenis polimer plastik yang sudah banyak digunakan adalah jenis Polietilen (PE) dan Polivinil Klorid (PVC) serta penggunaan Polipropilen (PP) pada kapasitor (Radityo, 2014). Untuk membuktikan tingkat kelayakan isolasi plastik dalam mendukung PDKB maka perlu dilakukan suatu penelitian ilmiah. Penelitian ilmiah yang bertujuan untuk mencari bahan alternatif yang murah dan mudah didapat dipasaran serta dapat digunakan untuk mendukung pelaksanaan PDKB. Seperti disebutkan bahwa plastik merupakan jenis isolator dengan massa yang ringan serta memenuhi standar dan persyaratan sebagai materi isolasi yang baik. Pengujian pada isolator plastik ini memperhatikan karakteristik dan tingkat kelayakan jenis isolator ini, ditinjau dari variasi ketebalan bahan sebagai variabel utama serta faktor koreksi udara yang meliputi, suhu dan kelembapan udara sebagai variabel pendukung untuk menentukan besar tegangan gagal, kekuatan dielektrik, dan arus bocor. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menemukan alternatif bahan isolasi yang dapat digunakan untuk mendukung PDKB, dengan mengaplikasikan jenis polimer plastik sebagai bahan isolasi alternatif. Dengan
5 mengaplikasikan jenis polimer plastik sebagai materi isolasi diharap dapat dicapai efisiensi serta optimasi dibidang kelistrikan dan ekonomi. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, maka dapat dirumuskan beberapa masalah yang menjadi kajian dalam penelitian ini adalah : 1. Karakteristik dan mekanisme terjadinya kegagalan isolasi pada polimer plastik jenis Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP). 2. Karakteristik arus bocor pada polimer plastik jenis Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP) saat diberi tegangan dengan nilai tertentu. 3. Karakteristik tegangan gagal dan ketahanan dielektrik polimer plastik jenis Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP). 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah untuk pengerjaan penelitian dalam skripsi yang dilakukan ini adalah : 1. Penelitian dilakukan untuk mengetahui besar arus bocor, tegangan gagal, dan ketahanan dielektrik pada ketiga jenis polimer plastik Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP). 2. Pembahasan dalam penulisan penelitian ini tidak membahas secara rinci mengenai sifat termal, ikatan kimia serta kekuatan mekanis dari ketiga jenis polimer plastik jenis Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP).
6 3. Penelitian yang dilakukan difokuskan pada bagaimana hasil pengujian pada polimer plastik dapat menentukan tingkat kelayakan untuk dimanfaatkan dalam mendukung PDKB. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan diadakannya penelitian ini adalah : 1. Mengetahui besar arus bocor, tegangan gagal, dan ketahanan dielektrik pada ketiga jenis polimer plastik Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP) apabila digunakan pada tegangan tinggi AC. 2. Mengetahui tingkat kelayakan ketiga jenis polimer plastik Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP) apabila dimanfaatkan untuk mendukung PDKB. 3. Mengetahui jenis isolasi terbaik yang dapat digunakan dari ketiga jenis polimer plastik Polietilen (PE), Polivinil Klorid (PVC), dan Polipropilen (PP) apabila dimanfaatkan dalam mendukung PDKB. 1.5 Sistematika Penulisan Hasil penelitian mengenai Pemanfaatan Isolator Plastik untuk mendukung Pekerjaan Dalam Keadaan Bertegangan (PDKB) disajikan secara sistematis dalam penulisan ini. Oleh karena itu, Sistematika penulisan dapat djabarkan sebagai berikut: BAB I: PENDAHULUAN Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan.
7 BAB II: LANDASAN TEORI Bab ini menjelaskan tentang tinjauan pustaka, dasar teori yang dapat digunakan untuk mendukung pemabahasan pada bagian selanjutnya, yang diperoleh dari studi literatur, browsing internet, dan konsultasi dengan dosen pembimbing serta laboran. BAB III: METODE PENELITIAN Bab ini menjelaskan alur penelitian yang digunakan oleh penulis, sumber data, alat penelitian, prosedur penelitian untuk mendapatkan data yang digunakan untuk analisis data kuantitatif. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini menjelaskan tentang hasil pengujian tentang karakteristik polimer plastik terhadap tegangan tinggi AC yang disajikan dalam bentuk tabel, grafik, serta berisi tentang analisa perhitungan mengenai tegangan gagal, kekuatan dielektrik, dan arus bocor pada pengujian AC untuk ketiga jenis polimer plastik dengan variasi ketebalan. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan yang bisa diambil dari penelitian ini dan saran yang dapat dilakukan untuk lebih menyempurnakan penelitian ini.