SELAMAT DATANG DI SEMINAR Laporan TUGAS AKHIR
UJI TEGANGAN TEMBUS UDARA PADA TEKANAN DAN TEMPERATUR YANG BERVARIASI MENGGUNAKAN ELEKTRODA BOLA ARIF WIBOWO L2F 303426 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2006
LATAR BELAKANG Penerapan peralatan tegangan tinggi yang menggunakan elektroda homogen untuk melindungi isolator dari tegangan lebih eksternal yang disebabkan oleh petir atau tegangan lebih internal yang disebabkan oleh switching surge. Isolasi antar elektroda menggunakan isolasi gas berupa udara yang kenyataannya akan mengalami perubahan karena iklim yang berubah-ubah seperti panas matahari, hujan, kontaminasi udara dari hasil pembakaran seperti yang berasal dari kendaraan bermotor, rumah tangga, industri, rokok, sampah.
TUJUAN Tujuan penulisan adalah mengamati karakteristik dan menganalisa perubahan tegangan tembus pada isolasi udara yang disebabkan oleh kenaikan tekanan dan temperatur yang berbeda-beda dalam medan homogen menggunakan elektroda bola.
PEMBATASAN MASALAH Pembatasan tugas akhir ini sebagai berikut : 1. Penempatan elektroda adalah horisontal dan tegak lurus atau 90 derajat dengan lampu pijar. 2. Jarak sela antara elektroda bola 10 mm dan besarnya tetap untuk berbagai keadaan pengujian. 3. Variasi tekanan udara berada dikisaran 760 mmhg, tekanan dalam ruang uji diatur dengan cara memompakan udara ke dalam ruang uji antara 0 22 mmh2o dengan suhu ruang konstan 30 0 C. 4. Variasi temperatur dalam ruang uji diatur dengan menggunakan lampu pijar Philips dengan daya yang bervariasi antara 25 100 W tanpa tambahan tekanan udara. 5. Komposisi udara berupa 78 % nitrogen, 21 % oksigen dan 1 % uap air, karbondioksida, dan gasgas lainnya.
DASAR TEORI DASAR TEORI YANG DIGUNAKAN MELIPUTI : 1. Ionisasi dan De-ionisasi 2. Mekanisme Townsend 3. Mekanisme Streamer 4. Komposisi udara 5. Faktor koreksi 6. Kelembaban 7. Tekanan 8. Standarisasi IEC 52 tahun 1960
TAHAPAN PENGUJIAN 10 mm UDARA V Gambar elektroda bola jika dilihat dari depan dan atas
Mulai Menyiapkan peralatan dan bahan Mengatur sela elektroda sebesar 10 mm Mengatur lampu & temperatur ruang uji Menaikkan tegangan sampai terjadi tegangan tembus kemudian mereset untuk menormalkan kembali Mencatat tegangan tembus efektif (rms) dengan jeda tiap peristiwa tembus selama 5 menit Tidak 6 x Ya Menghitung rata-rata tegangan tembus Selesai Gambar Diagram alir proses pengujian tegangan tembus di udara dengan temperatur yang bervariasi
Mulai Menyiapkan peralatan dan bahan Mengatur sela elektroda sebesar 10 mm Mengatur temperatur ruang uji Mengatur tekanan ruang uji Menaikkan tegangan sampai terjadi tegangan tembus kemudian mereset untuk menormalkan kembali Mencatat tegangan tembus efektif (rms) dengan jeda tiap peristiwa tembus selama 5 menit Tidak 6 x Ya Menghitung rata-rata tegangan tembus Selesai Gambar Diagram alir proses pengujian tegangan tembus di udara dengan tekanan yang bervariasi
DIAGRAM SANKEY LAJU ALIRAN MASSA UDARA Massa mula-mula udara campuran m 2 Massa udara yang dimasukkan m 1 m out Massa akhir udara campuran
DATA DAN ANALISA Tegangan tembus 22,10 ( Kilo Volt ) 22,0 Pada t = 30 0 C 21,90 Pada t = 32 0 C 21,80 Pada t = 33 0 C Pada t = 34 0 C Pada t = 35 0 C Pada t = 36 0 C 21,70 21,60 21,50 28 30 31 32 33 34 35 36 37 38 TEMPERATUR (DERAJAT CELCIUS) Tegangan tembus saat pengujian Grafik Pengujian Tegangan Tembus Pada Lampu 25W Philips, 0,25 Klux.
Tegangan tembus ( Kilo Volt ) 21,50 21,40 21,30 Pada t = 30 0 C Pada t = 36 0 C 21,20 21,10 Pada t = 38 0 C 21,00 20,90 20,80 Pada t = 43 0 C Pada t = 45 0 C Pada t = 46 0 C 28 32 34 36 38 40 42 44 46 TEMPERATUR (DERAJAT CELCIUS) tembus saat pengujian Tegangan tembus saat pengujian Grafik Pengujian Tegangan Tembus Pada Lampu 60W Philips, 0,80 Klux. 48
Tegangan tembus ( Kilo Volt ) 20,50 20,40 Pada t = 30 0 C Pada t = 37 0 C 20,30 20,20 Pada t = 45 0 C Pada t = 50 0 C Pada t = 39 0 C Pada t = 47 0 C 20,10 20,00 19,90 19,80 28 32 36 40 44 48 52 56 60 TEMPERATUR (DERAJAT CELCIUS) Tegangan tembus saat pengujian Grafik Pengujian Tegangan Tembus Pada Lampu 75W Philips, 1,0 Klux.
Tegangan tembus ( Kilo Volt ) 20,35 20,30 20,25 20,20 Pada t = 33 0 C Pada t = 40 0 C Pada t = 37 0 C 20,15 Pada t = 46 0 C Pada t = 49 0 C 20,10 Pada t = 52 0 C 28 32 36 40 44 48 52 56 60 TEMPERATUR (DERAJAT CELCIUS) Tegangan tembus saat pengujian Grafik Pengujian Tegangan Tembus Pada Lampu 100W Philips, 1,4 Klux.
Tegangan tembus ( Kilo Volt ) 24,25 24,00 23,75 23,50 23,25 23,00 22,75 22,50 22,25 22,00 21,75 21,50 21,25 2 6 10 14 18 22 26 TEKANAN ( mmh 2 O) Tegangan tembus saat pengujian Grafik pengujian tegangan tembus isolasi udara dengan tekanan udara 2, 6, 10, 14, 18, dan 22 mm H2O
NILAI PERKIRAAN KENAIKAN TEGANGAN TEMBUS STANDAR JIKA TERJADI KENAIKAN TEMPERATUR 1 (SATU) DERAJAT CELCIUS 1. Pada kondisi 1. Lampu 25W Philips, 0,25 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,026544 kv. 2. Pada kondisi 2. Lampu 60W Philips, 0,8 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0398 kv. 3. Pada kondisi 3. Lampu 75W Philips; 1,0 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,013876 kv. 4. Pada kondisi 4. Lampu 100W Philips; 1,4 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0085 kv. 5. Pada kondisi 5. Tanpa lampu temperatur konstan 30 o C dengan tekanan udara 22 2 mm air, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0294 kv setiap terjadi penurunan tekanan udara 1 (satu) mm air.
KESIMPULAN 1. Tegangan tembus udara berbanding lurus dengan tekanan dan prosentase udara, akan tetapi berbanding terbalik dengan kenaikan temperatur. Hal ini karena udara sebagai gas elektronegatif memiliki sifat elektrik non konduktif. Tegangan tembus berbanding lurus dengan kelembaban udara (International Electrotechnical Commission Publication 52 tahun 1960 : 23). 2. Pada kondisi 1. Lampu 25W Philips, 0,25 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,026544 kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat celcius. 3. Pada kondisi 2. Lampu 60W Philips, 0,8 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0398 kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat celcius. 4. Pada kondisi 3. Lampu 75W Philips; 1,0 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,013876 kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat celcius. 5. Pada kondisi 4. Lampu 100W Philips; 1,4 Klux tanpa tambahan tekanan, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0085 kv setiap terjadi kenaikan temperatur 1 (satu) derajat celcius. 6. Pada kondisi 5. Tanpa lampu temperatur konstan 30 o C dengan tekanan udara 22 2 mm air, tegangan tembus akan turun sebesar 0,0294 kv setiap terjadi penurunan tekanan udara 1 (satu) mm air.
SARAN Saran yang dapat dikemukakan bagi para pembaca dan peminat dalam bidang isolasi gas yang berupa udara, dapat meneruskan penelitian ini dengan tegangan searah dan atau tegangan impuls.
TERIMA KASIH