(516383678) 97530185 Pengujian Tegangan Tinggi

Mata Kuliah Pembangkitan, Pengukuran, & Pengujian Tegangan Tinggi (P3TT)PengujianTeganganTinggi1Teknik Elektro UnDip 2011ContentPengujianJenis-jenisPengujianTegangan TinggiPengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tgdelta)1.2.Metode Pengukuran LangsungMetode Pengukuran Tidak LangsungPengukuran Tahanan Dielektrik Padat1.2.Metode Pengukuran LangsungMetode Pengukuran Tidak LangsungPengukuran Peluahan Parsial1.2.Pengukuran LangsungPengukuran Tidak Langsung2Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujian Tegangan TinggiTujuan : Untuk menjamin peralatan dapat bekerja pada keadaan tegangan normal. Untuk menguji ketahanan isolasi pada peralatan (untuk melihat kemampuannya memikul tegangan lebih atau karna adanya sambaran petir ).Dapat dikelompokkan menjadi: Pengujian yang bertujuan meneliti sifat-sifat listrik dielektrik temuan baru Pengujian yang bertujuan memeriksa kualitas isolasi peralatan listrik Pengujian yang bertujuan mengetahui ketahanan isoalasi peralatan memikul tegangan lebih3Hasta Nurullita - Melfa SilitongaJenis jenis PengujianDapatdikelompokkanberdasarkandampakpengujianterhadap benda uji yaitu:Pengujian TIDAK merusak:----PengukuranPengukuranPengukurantahanan isolasifaktor rugi-rugi dielektrikKoronaPemetaan medan elektrikPengujian Bersifat Merusak:---PengujianPengujianPengujianKetahanan (Wistand Test)Peluahan (Discharge Test) Kegagalan (Breakdown Test)4Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran yang termasuk merusak yaitu: Pengukuran ketahanan isolasi Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik Pengukuran peluahan parsialpengujian TIDAKDikatakan Isolasi itu buruksetelah isolasitersebut digunakan dalam waktu yang lama yaitu: Kenaikan Temperatur isolasi setelah beroperasi Kelembapan udara disekitar isolasi Beban mekanis yang dipikul isolasi Korona pada bagian-bagian peralatan runcing yang berdekatan dengan isolasi Tegangan lebih yang menerpa isolasi5Hasta Nurullita - Melfa Silitongagin.PengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)Alat untuk mengukur Tg delta adalah Jembatan Schering8.1.seperti pada gambarKeterangan:Benda Uji sebagai resistor RxKondesator sebagai CxTahanan resistor (0,01-104 ohm) sebagai R1Kapasitansi ke tanah dari cabang bertegangan ting(titik b dan d) harus dihindarkan,supaya tidak Ada kapasitansi lain disamping kapasitansi pada alat ukur.Sehingga bagian berteganganrendah dilindungin tabir logam (T) yang ditanahka Cs adalah kondensator standar (50-500F) dengan rugi-rugi dielektrik diabaikan.Impedansi komponen (R1,R2,CV) sehingga Vbc dan Vcdtidak melebihi 20 V. Bila benda uji tembus listrik,maka tegangan terminal b dan d naik dan dapat merusak komponen (R1,R2,CV) Untuk mencegah dipasang sela protektor G.6PengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran faktor rugi-rugidielektrik(Tgdelta)Pada keterangan pada gambar 8.1 dimana R1 dan CV diatur hingga dicapai kondisi seimbang dimana galvanometer G menuju nol. Pada kondisi ini berlaku:Substitusi Persamaan 8.2 ke dalampersamaan 8.1 diperoleh:7Dimana:tu:PengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)Pengukuran Tg delta dilakukan dalam dua keadaan yai1.Mengukur Tg delta sebagai fungsi tegangan pengujian pada temperaturkonstan.Mengukur tg delta sebagai fungsi temperatur pada tegangan yang konstan.2.Kedua pengukuran tersebut akan menghasilkan kurva seperti Gambar 8.2 di bawahini8Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran Tahanan Dielektrik Padat1.Metode Pengukuran LangsungPengukuran tahanan dielektrik meliputi pengukuran tahanan permukaan dantahanan volume.Jika suatu dielektrik ditempatkan diantara dua elektroda ukur yang diberi tegangan maka arus yang diberikan sumber tegangan merupakan jumlah arus permukaan dengan arus volume.Karena itu tahanan isolasi dapat ditulis sebagai berikut :Jika Iv dibuat sama dengan nol maka tahanan yang terukur adalah tahananpermukaan yaitu:Jika Ip dibuat sama dengan nol maka tahanan yang terukur adalah tahanan volumeyaitu:9Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran Tahanan Dielektrik Padat1. Metode Pengukuran LangsungPengukuran tahanan isolasi membutuhkan dua elektroda piring masing-masing berukuran antara 5-10 cm dan satu elektroda cincin. Lebar cincin sekurang-kurangnya dua kali tebal dielektrik yang diuji. Tebal dielektrik uji umumnya antara 3-12 mm.Susunan elektroda dan rangkaian pengukuran tahanan permukaanditunjukan pada Gambar 8.3. Dalam pengukuran,arus volume diusahakansama dengan nol,hal ini menyamakan tegangan kedua elektroda P1dan P2.10Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuranTahanan Dielektrik Padat1.Metode Pengukuran LangsungTahanan permukaan dapat juga diukur dengan menggunakanelektroda bermata pisau yangpanjangnya 10 cm.Jarak antara kedua elektroda dibuat 1 cm.Rangkaian pengukuran ditunjukan seperti pada gambar 8.4.Tahanan permukaan dapat dihitung berdasarkan hasil pengukuran tegangan dan arus.Susunan elektroda dan rangkaianpengukurantahanan volumeditunjukkan pada gambar 8.5.Dalam hal ini arus permukaan diusahakan sama dengan nol yang dilakukan dengan menyamakanteganganelektrodaP1denganelektroda cincin.11PengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran Tahanan Dielektrik Padat2.Metode Pengukuran Tidak LangsungAda dua metode pengukuran denganmenggunakan galvanometer yaitu:a.Rangkaian seri dimana resistor shunt terhubung seri dengan dielektrikyang akan diuji.Rangkaian paralel dimana resistor shunt terhubung paralel dengan dielektrik yang akan diuji.b.Pada gambar 8.6 ditunjukkan pengukuran tahanan volume suatu dielektrikdengan rangkaian seri . Elektroda pengukuran sama seperti pada pengukuran langsung (Gambar 8.5)12Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran Tahanan Dielektrik Padat2.Metode Pengukuran Tidak LangsungKeterangan:B adalah sumber tegangan dcyangstabildandapatmembangkitkan tegangan antara500-1000V.GalvanometerGharusmempunyai sensitifitas yangtinggi dan diparalelkan dengansuatu resistor shunt (Rsh).Resistor standar (Rs) terbuat dari bahan manganin, 106 ohm, dengan ketelitian 10%.Mula-mula saklar S1 dibuka dan Su dihubungkan ke B, dalam hal ini Rs dengan dielektrikyang diuji terhubung seri.Resistor shunt diatur hingga G menunjuk penyimpangan yang besar atau dapat terbaca.Dicatat nilai faktor pengali Rsh dan penyimpangan G.Kemudian saklar Su dibumikan untuk membuang muatan elektroda uji ,selanjutnya S1ditutup dan Su dihubungkan ke B, sehingga hanya Rs yang terukur.Rsh diukur kembali hingga G menunjukkan penyimpangan terbesar. Setelah selesai pengukuran saklar Su dibumikan untuk membuang muatan dari benda uji ke tanah.13PengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran Tahanan Dielektrik Padat2.Metode Pengukuran Tidak LangsungTahanan isolasi (Rx)dihitung dengan rumus :Dimana, Ds = PenyimpanganGalvanometerFs = Faktor pengali resistor shunt pada saklar S1 Ds & Fs pada saklar S1 tertutup (yang terukur hanya resistor standar) Ds & Fs pada saklar S1 terbuka (benda uji terhubung seri dengan resistor standar)Radius efektif elektroda pengukuran adalah14Dimana : r1= Radius elektroda P1= Jarak sela elektroda P1 dengan elektroda cincin= Tebal dielektrikgdHasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujianIsolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat2.Metode Pengukuran Tidak LangsungJenis elektroda lain yang dapatodigunakan untukpengukurandielektrik cairsilinder sepertiGambar 8.9Contoh ukuranadalah elektrodaditunjukkan padaelektroda standaromenurutdigunakanJISC2101,yanguntukpengukurankonduktivitasdielektrikcairditunjukkan pada Gambar 8.1016PengujianIsolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat2. Metode Pengukuran Tidak Langsung Resistivitas volume jika menggunakan elektroda silinder sbb :Dimana,l=Panjang efektif elektroda ukur (m)Diameter luar elektroda ukur (m) Diameter dalam elektroda utama (m)d1=d2= Bia kapasitansi elektroda tanpa dielektrik cair diketahui adalah C, makaresistivitas volume:Jika C belum diketahui, maka pengukuran C dilakukan dengan menggunakanalat ukur faktor rugi-rugi dielektrik (Jembatan Schering)17Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujian Isolasi Tidak MerusakPengukuran Peluahan ParsialPengukuran peluahan sebagian umumnya dilakukan denganmendeteksi pulsa listrik dalam rangkaian tegangan tinggi.Sensitifitas pengukuran mengalami keterbatasan dengan adanya deru (noise), maka pengukuran peluahan sebagian harus mampu membedakan deru yang terjadi dan deru yang datang dari sumber lain.Tujuan : untuk mengukur nilai tegangan yang membuat bendauji mengalami peluahan, inilah yang disebut tegangan mulai peluahan sebagian (partial discharge inception voltage). Setelah peluahan terjadi beberapa saat, tegangan diturunkan dan diukur pada tegangan peluahan itu padam (partial discharge exception voltage).18Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujian Isolasi Tidak MerusakPengukuran Peluahan Parsial1.Pengukuran Langsung Detektor peluahan parsial pengukuran lansung ditunjukkan pada Gambar 8.11 Filter F digunakan untuk mencegah masuknya sinyal peluahan parsial yangterjadi pada trafo uji.Bila pada benda uji terjadi peluahan parsial, maka arus akan mengalir pada impedansi Zm, sehingga beda potensial sangat kecil. Beda potensial sangat kecil ini sebagai sinyal detektor. Melalui filter BPF sinyal diteruskan ke penguat A sehingga teramati padaosiloskop OCR.19Hasta Nurullita - Melfa Silitonga14Pengujian Isolasi Tidak MerusakPengukuran Peluahan Parsial2. Pengukuran Tidak Langsung Detektor peluahan parsial pengukuran tidak langsung ditunjukkan pada Gambar 8. Bila pada benda uji terjadi peluahan parsial, maka akan terjadi arus pulsaberfrekuensi tinggi. Arus ini menimbulkan medan elektromagnet yang diradiasikan ke sekitar benda uji. Medan elektromagnetik ini menginduksi gaya gerak listrik pada kumparan K Gaya gerak listrik ini sebagai sinyal detektor. Melalui filter BPF sinyal diteruskan ke penguat A sehingga teramati pada osiloskopOCR.20Hasta Nurullita - Melfa SilitongaPengujianIsolasi Tidak MerusakPengukuran3.Peluahan ParsialPengujian Kerak Isolasi21Hasta Nurullita - Melfa Silitonga22