Pengujian tegangan tinggi

Mata Kuliah Pembangkitan, Pengukuran, & Pengujian Tegangan Tinggi (P3TT)

•

•

“Pengujian Tegangan

Tinggi”

Teknik Elektro UnDip 2011

1

• Pengujian Tegangan Tinggi

• Jenis-jenis Pengujian

• Pengujian Isolasi Tidak Merusak

Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)

1. Metode Pengukuran Langsung

2. Metode Pengukuran Tidak Langsung

Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat



Pengukuran Peluahan Parsial

1. Pengukuran Langsung

2. Pengukuran Tidak Langsung

Content

2

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

Tujuan : 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 lebih

Pengujian Tegangan Tinggi

3

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

Dapat dikelompokkan berdasarkan dampak

pengujian terhadap benda uji yaitu:

Pengujian TIDAK merusak: - Pengukuran tahanan isolasi

- Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik

- Pengukuran Korona

- Pemetaan medan elektrik

Pengujian Bersifat Merusak:

- Pengujian Ketahanan (Wistand Test)

- Pengujian Peluahan (Discharge Test)

- Pengujian Kegagalan (Breakdown Test)

Jenis – jenis Pengujian

4

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

Pengukuran yang termasuk pengujian TIDAK merusak yaitu:

Pengukuran ketahanan isolasi

Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik

Pengukuran peluahan parsial

Dikatakan Isolasi itu buruk setelah isolasi tersebut 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 isolasi

Pengujian Isolasi Tidak Merusak

5

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

Alat untuk mengukur Tg delta adalah Jembatan Schering seperti pada gambar 8.1.

Keterangan: Benda Uji sebagai resistor Rx

Kondesator sebagai Cx

Tahanan resistor (0,01-104 ohm) sebagai R1

Kapasitansi ke tanah dari cabang bertegangan tinggi

(titik b dan d) harus dihindarkan,supaya tidak

Ada kapasitansi lain disamping kapasitansi

pada alat ukur.Sehingga bagian bertegangan

rendah dilindungin tabir logam (T) yang ditanahkan.

Cs adalah kondensator standar (50-500µF) dengan

rugi-rugi dielektrik diabaikan.

Impedansi komponen (R1,R2,CV) sehingga Vbc dan Vcd

tidak 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.

Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)

6

Pada keterangan pada gambar 8.1 dimana R1 dan CV diatur hingga dicapai kondisi seimbang dimana galvanometer G menuju nol. Pada kondisi ini berlaku:

Dimana:

Substitusi Persamaan 8.2 ke dalam

persamaan 8.1 diperoleh:


7

Pengukuran Tg delta dilakukan dalam dua keadaan yaitu: 1. Mengukur Tg delta sebagai fungsi tegangan pengujian pada temperatur

konstan.

2. Mengukur tg delta sebagai fungsi temperatur pada tegangan yang konstan.

Kedua pengukuran tersebut akan menghasilkan kurva seperti Gambar 8.2 di bawah

ini


8

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

Pengukuran tahanan dielektrik meliputi pengukuran tahanan permukaan dan

tahanan 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 tahanan

permukaan yaitu:

Jika Ip dibuat sama dengan nol maka tahanan yang terukur adalah tahanan volume

yaitu:

Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat


9

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

Pengukuran 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 permukaan

ditunjukan pada Gambar 8.3. Dalam pengukuran,arus volume diusahakan

sama dengan nol,hal ini menyamakan tegangan kedua elektroda P1 dan P2.



10

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

• Tahanan permukaan dapat juga diukur dengan menggunakan elektroda bermata pisau yang panjangnya 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 rangkaian

pengukuran tahanan volume ditunjukkan pada gambar 8.5.

• Dalam hal ini arus permukaan diusahakan sama dengan nol yang dilakukan dengan menyamakan tegangan elektroda P1 dengan elektroda cincin.



11

Ada dua metode pengukuran dengan

menggunakan galvanometer yaitu: a. Rangkaian seri dimana resistor shunt terhubung seri dengan dielektrik

yang akan diuji.

b. Rangkaian paralel dimana resistor shunt terhubung paralel dengan

dielektrik yang akan diuji.

Pada gambar 8.6 ditunjukkan pengukuran tahanan volume suatu dielektrik

dengan rangkaian seri . Elektroda pengukuran sama seperti pada pengukuran

langsung (Gambar 8.5)



12

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

Keterangan:

• B adalah sumber tegangan dc yang stabil dan dapat membangkitkan tegangan antara 500-1000V.

• Galvanometer G harus mempunyai sensitifitas yang tinggi dan diparalelkan dengan suatu 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 dielektrik

yang 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 S1

ditutup 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.

13

Tahanan isolasi (Rx) dihitung dengan rumus :

Dimana, Ds = Penyimpangan Galvanometer

Fs = 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 adalah

Dimana : r1 = Radius elektroda P1

g = Jarak sela elektroda P1 dengan elektroda cincin

d = Tebal dielektrik



14

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

o Jenis elektroda lain yang dapat

digunakan untuk pengukuran

dielektrik cair adalah elektroda

silinder seperti ditunjukkan pada

Gambar 8.9

o Contoh ukuran elektroda standar

menurut JIS C 2101, yang

digunakan untuk pengukuran

konduktivitas dielektrik cair

ditunjukkan pada Gambar 8.10



16

Resistivitas volume jika menggunakan elektroda silinder sbb :

Dimana, l = Panjang efektif elektroda ukur (m)

d1= Diameter luar elektroda ukur (m)

d2= Diameter dalam elektroda utama (m)

Bia kapasitansi elektroda tanpa dielektrik cair diketahui adalah C, maka

resistivitas volume:

Jika C belum diketahui, maka pengukuran C dilakukan dengan menggunakan

alat ukur faktor rugi-rugi dielektrik (Jembatan Schering)



17

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

• Pengukuran peluahan sebagian umumnya dilakukan dengan

mendeteksi 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 benda

uji 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).

Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Peluahan Parsial

18

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

• Detektor peluahan parsial pengukuran lansung ditunjukkan pada Gambar 8.11

• Filter F digunakan untuk mencegah masuknya sinyal peluahan parsial yang

terjadi 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 pada

osiloskop OCR.


1. Pengukuran Langsung

19

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

• Detektor peluahan parsial pengukuran tidak langsung ditunjukkan pada Gambar 8.14

• Bila pada benda uji terjadi peluahan parsial, maka akan terjadi arus pulsa

berfrekuensi 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 osiloskop

OCR.


2. Pengukuran Tidak Langsung

20

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

•


3. Pengujian Kerak Isolasi

21

Hasta

Nuru

llita

-

Me

lfa

Sili

ton

ga

22

Pengujian tegangan tinggi

Documents