Failure of Insulators of ‘Line Post Insulator 70 kV type’ usually caused by many factors, such as the leakage current on contaminated insulator surfaces. This leakage current will cause interference with the electrical energy distribution system. This study reported the results of testing the leakage current on insulator 70 kV Line Post Insulator type  performed on high-voltage laboratory Ujung Pandang State Polytecchnics. Based on testing, the maximum leakage current value obtained in wet conditions polluted with spraying of pollutants ESDD = 3.2 mg/cm2 and NSDD =  0.08 mg/cm2 with a value of leakage current of 7.4 mA at an applied voltage of 22 kV, this can result in flashover. Keyword : Insulator, Current leakage, Flashove

Kamil Amali, Lanto Mohamad

Indonesian

FORISTEK : Forum Teknik Elektro dan Teknologi Informasi

Jurnal Ilmiah Foristek Vol. 2, No. 1, Maret 2012 113  ANALISIS PENGUJIAN ARUS BOCOR LINE POST INSULATOR 70 kV YANG TERKONTAMINASI POLUTAN INDUSTRI   Lanto Mohamad Kamil Amali Dosen Teknik Elektro, Universitas Negeri Gorontalo email: kamilamali_gtlo@yahoo.co.id  Abstract - Failure of Insulators of ‘Line Post Insulator 70 kV type’ usually caused by many factors, such as the leakage current on contaminated insulator surfaces. This leakage current will cause interference with the electrical energy distribution system. This study reported the results of testing the leakage current on insulator 70 kV Line Post Insulator type  performed on high-voltage laboratory Ujung Pandang State Polytecchnics. Based on testing, the maximum leakage current value obtained in wet conditions polluted with spraying of pollutants ESDD = 3.2 mg/cm2 and NSDD =  0.08 mg/cm2 with a value of leakage current of 7.4 mA at an applied voltage of 22 kV, this can result in flashover. Keyword : Insulator, Current leakage, Flashover I. PENDAHULUAN  Sistem jaringan transmisi tenaga listrik 70 kV berperan menyalurkan energi listrik ke pusat-pusat beban (konsumen) melewati sistem distribusi tegangan menengah 20 kV, oleh karena itu keandalan sistem jaringan transmisi haruslah mendapat perhatian penting untuk menjamin kontinuitas pelayanan terhadap konsumen. Salah satu komponen yang sangat penting dalam penyaluran energi listrik adalah isolator. Isolator ini berfungsi sebagai pemisah bagian-bagian yang bertegangan serta penahan dan penopang kawat saluran (Manjang dan Herman,2007). Faktor utama yang dapat mengakibatkan kegagalan isolator adalah polutan yang menempel pada isolator, keadaan ini dapat mengakibatkan terjadinya arus bocor, sehingga memicu terjadinya kegagalan flashover.   II. TINJAUAN PUSTAKA   Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan menurut penggunaan dan konstruksinya menjadi isolator gantung (suspension), jenis pasak (pin-type), jenis batang panjang (long-rod) dan jenis pos-saluran (line-post). Gandengan isolator gantung pada umumnya dipakai pada saluran transmisi tegangan tinggi,sedang isolator batang panjang dipakai di tempat-tempat dimana pengotoran udara karena garam dan debu banyak sekali. Kedua jenis yang lain dipakai pada saluran transmisi yang relatif rendah (kurang dari 22-33 kV). (Aulia,2010).  a. Arus Bocor Permukaan Arus bocor permukaan bahan isolasi dari isolator saluran udara pasangan luar, tergantung dari kondisi polutan berat menyebabkan kontaminasi permukaan. Pembasahan lapisan kontaminasi oleh karena kelembaban yang tinggi, butir-butir air, pembasahan oleh air hujan yang rintik-rintik, mengakibatkan elektrolit yang konduktif, sehingga resistansi permukaan akan menjadi kecil, dan akhirnya mengalir arus bocor permukaan (Hamzah dan Prabowo, 2007). Arus bocor mengalir melalui elektrolit mengakibatkan penurunan resistansi dan menaikkan arus bocor karena elektrolit mempunyai koefisisen temperatur negatif. Timbul Akumulasi disipasi panas energi. Pembentukan pita kering menghasilkan tahanan listrik dan kerapatan arus yang akhirnya mulai terjadi bunga api Jurnal Ilmiah Foristek Vol. 2, No. 1, Maret 2012 114  terputus-putus. Besarnya arus bocor ini perlu diukur, karena memainkan peranan dalam evaluasi kinerja.  b. Mekanisme Flashover (Tegangan Lewat Denyar)  Tegangan lewat-denyar atau Flashover disebabkan polusi berbeda-beda terutama tergantung pada solubilitas material dapat-larut terhadap air walaupun jumlah material dapat-larut pada permukaan isolator adalah sama. Solubilitas ini tergantung pada jenis komponen dapat-larut (Jauhari, 2005). Dalam keadaaan bersih, nilai tahanan isolator sangat besar. Apabila terbentuk lapisan pengotor pada permukaan isolator akan menyebabkan turunnya nilai tahanan isolator. Ketika lapisan pengotor mengalami pembasahan, nilai tahanan menjadi semakin turun. Penurunan tahanan ini akan memperbesar arus bocor yang mengalir melalui permukaan isolator. Meningkatnya arus bocor akan menimbulkan terjadinya proses penguapan. Pada tempat yang mendapat rapat arus terbesar akan terbentuk pita kering karena lapisan pengotor pada daerah ini lebih cepat kering. Daerah pita kering mempunyai tahanan yang lebih besar jika dibandingkan daerah terkotori lainnya. Keadaan ini menyebabkan terjadinya peluahan muatan (discharge) melintasi pita kering. Bila busur api memanjang melintasi seluruh permukaan isolator maka akan terjadi lewat-denyar atau flashover.  III. METODE PENELITIAN  Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Tegangan Tinggi Politeknik Negeri Unjung Pandang selama 4 bulan yaitu bulan April sampai dengan Agustus  2011 Dengan Menggunakan Obyek uji berupa line Post Insulator jaringan transmisi dengan bahan isolator keramik dan sirip regular. Adapun spesifikasi isolator uji adalah sebagai berikut :      Tabel 1. Spesifikasi Isolator Uji. No Uraian Simbol Sat Nilai 1 Tegangan Kerja V kV 70  2 Panjang Isolator L mm 920 3 Jumlah Sirip  n bh 21 4 Diameter Sirip luar d mm 232, 48 5 Diameter dalam Isolator di mm 178,34 6 Spasi S mm 40 7 Rentangan sirip luar P mm 50 8 Jarak Minimum antar Sirip  C = d mm 25 9 Jarak rambat  Id mm 90 10 Keliling luar sirip KL mm 730 11 Keliling dalam isolator Ki mm 560 Sumber : Amali, 2009 Pengujian dilakukan dengan mengambil sampel polutan pada isolator terpasang di daerah industri pabrik Semen Tonasa, kemudian dihitung untuk mendapatkan nilai ESDD dan NSDD dari polutan tersebut. Selanjutnya untuk mendapatkan nilai arus bocor pada permukaan isolator, sampel diuji pada kondisi terkontaminasi basah dan kering. Kondisi terkontaminasi basah adalah kondisi dimana polutan dicampurkan dengan air destilasi yang disemprotkan pada isolator sehingga menyerupai butiran butiran air hujan kemudian dihitung nilai arus bocornya. Selanjutnya pada saat campuran polutan dan air destilasi yang menyerupai butiran-butiran air hujan ini mengering, nilai arus bocor dihitung untuk mendapatkan nilai arus bocor pada kondisi terkontaminasi kering. Skema eksperimen pengukuran arus bocor permukaan isolator dalam pengujian ini ditunjukkan pada Gambar 1. Jurnal Ilmiah Foristek Vol. 2, No. 1, Maret 2012 115      Gambar 1. Skema pengukuran arus bocor pada isolator uji  Keterangan gambar: Tr :  Trafotegangan tinggi,220V/100kV C:  Kapasitor tegangan tinggi, 100 pF R1:  Tahanan pelindung, 10 MOhm SB:  Sela bola untuk proteksi tegangan lebih, jarak 0,5 cm mA:  Miliamperemeter  S:  Sampel uji (isolator uji) CF:  Alat ukur tegangan puncak Chubb & Fortesque  IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN  a. Karakteristik Arus Bocor Pada Kondisi Terkontaminasi Kering  Pada pengujian ini, isolator diuji dalam kondisi terkontaminasi dengan polutan industri dari pabrik Semen Tonasa serta isolatornya dalam keadaan kering, dimana nilai ESDD = 3,2 mg/cm2 dan NSDD = 0,08 mg/cm2. Kondisi ini untuk mensimulasikan kondisi isolator di lapangan yang sudah terkontaminasi oleh polutan di sekitarnya. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada Gambar 2. Grafik hubungan antara tegangan terhadap arus bocor isolator pada kondisi tersebut     Gambar 2. Grafik hubungan antara tegangan dan arus bocor isolator pada kondisi terpolusi kering. Dari Gambar 2  di atas, nampak bahwa semakin besar tegangan yang diterapkan pada isolator uji Line Post Insulator 70 kV, semakin besar pula arus bocor pada permukaan isolator tersebut  b. Karakteristik Arus Bocor Pada Kondisi Terkontaminasi Basah  Pada pengujian ini, isolator diuji dalam kondisi terkontaminasi polutan industri pabrik Semen Tonasa dan kondisi permukaan isolator basah oleh larutan polutan dengan nilai ESDD = 3,2 mg/cm2 dan NSDD = 0,08 mg/cm2 yang disemprotkan secara merata pada permukaan isolator tersebut. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada Gambar 3. Grafik hubungan antara tegangan terhadap arus bocor isolator pada kondisi terpolusi basah.           Gambar 3. Grafik hubungan antara tegangan dan arus bocor isolator pada kondisi terpolusi basah. Berdasarkan Gambar 3 di atas, diketahui bahwa pada kondisi permukaan isolator terpolusi dan basah dari polutan industri pabrik Semen Tonasa, Nilai arus bocor bervariasi antara 2,4 mA s/d 7,4 mA. Nilai ini merupakan nilai arus bocor yang paling besar dari kondisi pengujian konduktivitas permukaan isolator terpolusi kering . Hal ini disebabkan adanya polutan yang mengkontaminasi permukaan isolator uji dan kondisi permukaan isolator uji yang basah, sehingga konduktivitas permukaannya menjadi semakin besar dibandingkan pada kondisi pengujian terpolusi kering. Berdasarkan hasil diatas terlihat bahwa semakin besar tegangan yang ACCFm ASBC = 100 pFR = 100 M  ohmV = 220 VTrSUJurnal Ilmiah Foristek Vol. 2, No. 1, Maret 2012 116  diberikan pada isolator uji line post insulator 70 kV, maka akan semakin besar pula arus bocor pada permukaan isolator tersebut.  Jika melihat perbandingan antara kedua kondisi pengujian ini, terlihat bahwa nilai arus bocor pada kondisi terkontaminasi basah lebih besar daripada  nilai arus bocor pada kondisi terkontaminasi kering. Pada saat terkontaminasi basah jumlah kandungan air yang diserap lapisan polutan lebih banyak dan selanjutnya akan memperbesar konduktivitas lapisan polutan yang menyebabkan nilai arus bocor lebih besar. Sehingga pada saat terkontaminasi basah kemungkinan terjadinya kegagalan flashover akan semakin besar.  V. KESIMPULAN  Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa Nilai arus bocor maksimum diperoleh pada kondisi pengujian terpolusi basah dengan penyemprotan polutan ESDD = 3,2 mg/cm2 dan NSDD = 0,08 mg/cm2 diperoleh nilai arus bocor sebesar 7,4 mA pada tegangan yang diterapkan 22 kV.  DAFTAR PUSTAKA Aulia,2010,”Analisis Arus Bocor Pada Isolator Suspensi Terkontaminasi Berat Pada Suhu di Atas Suhu Kamar dan Tegangan Berfluktuasi”.laboratorium Tegangan Tinggi FATEK, Padang.        Amali,Kamil,L,M,2009.”Pemetaan Intensitas Polusi Pada Isolator jaringan Transmisi”,Tesis Pascasarjana Elektro Konsentrasi Energi Listrik UNHAS, Makassar. Berahim, Hamzah dan Prabowo, Harry.2007.”Kajian Kinerja Isolasi Karet Silikon Sebagai bahan Isolator Tegangan Tinggi di daearah Tropis”.,Proceedings NTK,Universitas Hasanudin Makassar IEC 815, 1986. Guide for The Selection of Insulators in Respect of Polluted Conditions. Jauhari, E.2005. Mekanisme Lewat Denyar akibat Polusi pada Isolator Tegangan Tinggi, (http://erijauhari.multiply.com), dikases tgl 1 maret 2009 Manjang, Salama dan Herman.,2007.,”Kajian Kinerja Isolator 20 kV dibawah Intensitas Polusi Tinggi Pada Gardu Distribusi PT. Semen Tonasa”. Proceedings SNTK, Universitas Hasanuddin Makassar 

ANALISIS PENGUJIAN ARUS BOCOR LINE POST INSULATOR 70 kV YANG TERKONTAMINASI POLUTAN INDUSTRI

http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/FORISTEK/article/download/661/578

ANALISIS PENGUJIAN ARUS BOCOR LINE POST INSULATOR 70 kV YANG TERKONTAMINASI POLUTAN INDUSTRI

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

FORISTEK : Forum Teknik Elektro dan Teknologi Informasi