TUGAS AKHIR PENGARUH BENANG LAYANGAN TERHADAP TEGANGAN FLASHOVER ISOLATOR HANTARAN UDARA Oleh: TEGUH INDRA KESUMA NIM: 080402035 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
ABSTRAK Tegangan flashover suatu isolator hantaran udara dipengaruhi oleh konduktifitas permukaan isolator. Jika pada permukaan suatu isolator menempel benang layangan yang konduktif, maka konduktifitas permukaan isolator makin besar, sehingga tegangan flashover isolator semakin rendah. Pada tugas akhir ini akan ditunjukkan pengaruh dari benang layangan terhadap tegangan flashover isolator pada kondisi isolator terpolusi dengan bobot polusi ringan dan berat. Objek penelitian dalam tugas akhir ini adalah isolator post 20 kv. Terlihat bahwa perbedaan tegangan lewat denyar yang cukup signifikan terlihat pada panjang benang layangan 17,5 cm untuk kondisi isolator kering dan benang layangan basah dan kondisi isolator basah dan benang layangan basah. Pada kondisi isolator kering dan benang layangan basah untuk benang katun perbedaannya sebesar 10,27 kv dan untuk benang gelas perbedaannya sebesar 9,42 kv, sedangkan pada kondisi isolator basah dan benang layangan basah perbedaannya sebesar 10,21 kv untuk benang katun dan untuk benang gelas perbedaannya sebesar 9,56 kv. Untuk benang layangan gelas, nilai tegangan flashover lebih rendah dibandingkan benang layangan katun. Hal ini disebabkan karena benang layangan gelas lebih konduktif dari benang layangan katun.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat yang telah diberikan-nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pengaruh Benang Layangan Terhadap Tegangan Flashover Isolator Hantaran Udara. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu Teh Seng Moi dan Sumiati, saudara kandung penulis, Darwin Setiawan, Aisa Selvira dan Nani Sriwaty, atas seluruh perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mendapat dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Bonggas L. Tobing selaku Dosen Wali dan Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan, bmbingan dan pengarahan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih sebesar-besarnya penulis ucapkan untuk beliau, 2. Bapak Ir. Syahrawardi selaku Kepala Laboratorium Tegangan Tinggi yang telah mengizinkan penulis mengambil data di Laboratorium dan juga yang telah memberi masukan-masukan bagi penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro USU dan Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU, 4. Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, 5. Teman-teman stambuk 2008: Wilvian, Angelina, Robin, Jhonson, Antonius, Eykel, Harmoko, Bayu, Wenly, Frederick, Muhammad Syukur, dan temanteman stambuk 2008 lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, 6. Semua abang-kakak senior dan adik-adik junior yang telah mau berbagi pengalaman dan motivasi kepada penulis. 7. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan terima kasih banyak. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahankesalahn, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Medan, 14 Juli 2012 Penulis, Teguh Indra Kesuma
DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... viii BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Tujuan... 1 I.4 Batasan Masalah... 1 I.5 Metode Penulisan... 2 I.6 Sistematika Penulisan... 2 BAB II ISOLATOR PENDUKUNG HANTARAN UDARA II.1 Konstruksi Isolator Hantaran Udara... 4 II.2 Bahan Dielektrik Isolator Hantaran Udara... 8 II.3 Karakteristik Elektrik... 10 II.4 Karakteristik Mekanik... 13 BAB III PENGARUH BENANG LAYANGAN TERHADAP TEGANGAN FLASHOVER ISOLATOR HANTARAN UDARA III.1 Umum... 15 III.2 Fenomena Arus Bocor... 16 III.3 Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Terpolusi... 17 III.4 Benang Layangan Pada Isolator terpolusi... 19 BAB IV EKSPERIMEN IV.1 Umum... 22 IV.2 Alat Dan Bahan Yang Digunakan... 22
IV.3 Prosedur Percobaan... 24 IV.3.1 Tahap Persiapan... 24 IV.3.2 Tahap Pengujian... 26 IV.3.2 Tahap Pengukuran ESDD... 30 IV.4 Hasil Pengukuran... 34 IV.5 Analisa Data... 34 IV.5.1 Perhitungan Tegangan Lewat Denyar Standar (V S )... 35 IV.5.1 Pengukuran Bobot Polusi Dengan Metode ESDD... 42 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan... 48 V.2 Saran... 49 DAFTAR PUSTAKA... 50 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bagian Utama Isolator Hantaran Udara... 4 Gambar 2.2 Jenis Isolator Pendukung... 5 Gambar 2.3 Jarak Rambat dan Jarak Percik pada Isolator... 6 Gambar 3.1 Arus Pada Suatu Dielektrik... 16 Gambar 3.2 Isolator Terpolusi Dan Rangkaian Ekivalennya... 18 Gambar 3.3 Isolator Terpolusi Benang Layangan... 20 Gambar 4.1 Isolator Dicelupkan Kedalam Larutan Pengotor... 24 Gambar 4.2 Posisi Benang Layangan Vertikal Pada Isolator Terpolusi... 25 Gambar 4.3 Rangkaian Percobaan Isolator Kering... 26 Gambar 4.4 Benang Gelas dan Benang Katun... 26 Gambar 4.5 Rangkaian Percobaan Isolator Basah... 28 Gambar 4.6 Ketel Listrik Pembangkit Uap Air... 28 Gambar 4.7 Isolator Di dalam Ruang Kabut... 29 Gambar 4.8 Tabung Pengukur Konduktivitas... 31 Gambar 4.9 Rangkaian Pengukur Konduktivitas... 31 Gambar 4.10 Grafik Tegangan Lewat denyar Vs Dimensi Benang Layangan Isolator Kering Benang Basah... 39 Gambar 4.11 Grafik Tegangan Lewat denyar Vs Dimensi Benang Layangan Isolator Basah Benang Basah... 39 Gambar 4.12 Grafik Tegangan Lewat denyar Vs Dimensi Benang
Layangan Polusi Ringan... 40 Gambar 4.13 Grafik Tegangan Lewat denyar Vs Dimensi Benang Layangan Polusi Berat... 41
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Karakteristik Elektrik dan Mekanis Bahan Dielektrik Isolator... 14 Tabel.4.1 Hubungan bobot polusi dengan ESDD... 30 Tabel 4.2 Faktor Koreksi Suhu... 32 Tabel 4.3 denyar standar Isolator Kering dan Benang Layangan Basah Polusi Ringan Benang Katun... 35 Tabel 4.4 denyar standar Isolator Basah dan Benang Layangan Basah Polusi Ringan Benang Katun... 35 Tabel 4.5 denyar standar Isolator Kering dan Benang Layangan Basah Polusi Berat Benang Katun... 36 Tabel 4.6 denyar standar Isolator Basah dan Benang Layangan Basah Polusi Berat Benang Katun... 36 Tabel 4.7 denyar standar Isolator Kering dan Benang Layangan Basah Polusi Ringan Benang Gelas... 37
Tabel 4.8 denyar standar Isolator Basah dan Benang Layangan Basah Polusi Ringan Benang Gelas... 37 Tabel 4.9 denyar standar Isolator Kering dan Benang Layangan Basah Polusi Berat Benang Gelas... 38 Tabel 4.6 denyar standar Isolator Basah dan Benang Layangan Basah Polusi Berat Benang Gelas... 38