Laporan Praktikum Teknik Tegangan Tinggi Impuls

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TEGANGAN TINGGI

“TEGANGAN TEMBUS IMPULS PADA UDARA UNTUK BERBAGAI JENIS ELEKTRODA”

NAMA PRAKTIKUM

: FATKHIYA MUKARROMAH

NIM

: 1215020012

KELAS

: 4E/ TEKNIK KONVERSI ENERGI

GRUP

: 1. DRIANTO DARMAWAN 2. DIAN RIYANI 3. EFRIZA DININGRAT 4. FADLI 5. FARIS SAHRIN 6. FATHUR MAULANA

TANGGAL PRAKTEK

: 4 MEI 2017

TANGGAL PENYERAHAN

: MEI 2017

DOSEN PEMBIMBING

: 1. P JANNUS ST,MT 2. DEZZETY MONIKA ST,MT

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA TAHUN 2017

DAFTAR ISI DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN I.I

LATAR BELAKANG

I.II

TUJUAN

BAB II DASAR TEORI BAB III PELAKSANAAN II.I

ALAT

II.II

LANGKAH KERJA

BAB IV DATA DAN ANALISA BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BERLAKANG Sifat alami yang tidak bisa dihindari saat pengoperasian peralatan listrik tegangan tinggi adalah bahwa peralatan-peralatan tersebut sering terkena tegangan impuls, baik impuls karena petir maupun impuls karena sistem kontak. Impuls karena sambaran petir disebut dengan impuls petir dan impuls akibat buka tutup kontak disebut dengan impuls kontak. Sehingga untuk mengetahui kekuatan isolasi peralatan terhadap berbagai bentuk tegangan impuls ini, sangat diperlukan pengujian laboratorium terhadap perlatan tegangan tinggi. Tinggi tegangan lebih yang mungkin terjadi pada jaringan menentukan kekuatan dan jenis isolasi. Amplitudo dan besaran waktu tegangan lebih telah distandarisasikan. Standarisasi ini telah diusahakan mendekati kemungkinan pembebanan peralatan secara praktis akibat tegangan lebih impuls petir ataupun impuls kontak. Pengujian dengan standarisasi teganga impuls ini adalah sebuah pendekatan dari kemungkinan yang terjadi pada penngoperasian nyata peralatan tegangan tinggi. Seperti yang kita ketahui besaran waktu impuls kontak sangat bervariasi pada setiap titik jaringan.Demikian juga arus akibat sambaran petir adalah merukan distribusi statistik, sehingga gelombang berjalan tegangan berbeda beda. Karena bentuk gelombang impuls ini bervariasi, maka dibuat standarisasi internasional untuk tegangan impuls (IEC60). 1.2

TUJUAN 1. Mahasiswa dapat mempelajari dan mengetahui pembangkitan tegangan tinggi Impuls 2. Mahasiswa dapat mempelajari dan mengetahui cara pengukuran tegangan tinggi impuls.

BAB II DASAR TEORI Impuls adalah suatu fungsi yang berharga sangat besar dalam selang waktu yang singkatsekali. Diluar siang waktu yang singkat itu fungsi impuls berharga nol. Dalam tenaga listrik,impuls dapat terjadi dalam bentuk tegangan yang disebut impuls tegangan dan dapat jugadalam bentuk arus disebut impuls arus. Umumnya yang terjadi pada sistem tenaga listrikadalah impuls tegangan. Impuls tegangan pada sistem tenaga listrik dapat terjadi oleh switching dan dapat puladisebabkan oleh petir , yang juga disebut surja tegangan atau surja. Impuls pada sistermtenaga listrik merambat disaluran secara gelombang. Dan analisa perjalanan impuls disalurandilakukan analog dengan analisa gelombang berjalan pada tali atau tambang.Bentuk-bentuk Impuls, secara garis besar impuls dapat dibedakan dalam tiga bentuk, yaitu : 1. Impuls segi empat (Rectangular) 2. Impuls segitiga ( wedge shape) 3. Impuls eksponensial. Impuls tegangan pada sistem tenaga listrik merupakan impuls berbentuk eksponen, yaituimpuls kilat yang dikenal dengan impuls double eksponen dan impuls switching yang jugamirip eksponen.Impuls double eksponen dapat didefinisikan dengan persamaan berikut ini : V(t) = V (e-t/T’ – e-t/T’’) Dimana : V(t)

: fungsi impuls (kV)

V

: Konstanta (kV)

t

: waktu

T’ dan T’’

: konstanta waktu

Distribusi impuls timbul oleh pengaruh besarnya tegangan yang digunakan. Hal ini dapat dipraktikan pada konduktor sela-bola, untuk kondisi geometri yang tetap, tegangan tembustergantung pada besarnya tegangan yang diterapkan. Untuk tidak ada peluang terjadinyaimpuls terdapat pada tegangan V0 dan peluang terjadinya impuls 100% pada tegangan V100. serta untuk tegangan diatas tegangan terjadinya impuls 100% maka kemungkinan impulsadalah satu. Secara statistik flashover yang disebabkan oleh impuls tegangan pada isolator tergantung pada tegangan kritis flashover (CFO). Untuk besar tegangan impuls yangditerapkan dan dilakukan berkali-kali percobaan maka probalitas terjadinya flasover padaisolator tunggal itu menurut disribusi Gaussian dan pada distribusi normal. Kemungkinan terjadi flashover tergantung oleh kondisi

kecuraman permukaan gelombang,polaritas tegangan, bentuk geometri dan keadaan cuaca. Perlu juga diingat nilai dari CFOtergantung juga pada kondisi itu dan untuk disain diambil harga CFO diatas 3-5%.

BAB III PELAKSANAAN

1.1 Alat dan Bahan No

Alat

Jumlah

. 1.

Multi Test Set Table

1 Set

2.

Tongkat Grounding

1

3.

Elektroda Jarum

2

4.

Elektroda Batang

2

5. 6.

Electroda Bola Pejal Electroda Bola Kosong Lampu Indikator Kunci Pas

1

7. 8.

1 1

1

1.2 Langkah Kerja

   

R1:Tahanan tegangan tinggi C1: Kapasitas tegangan tinggi C2:Kapasitansi tegangan rendah Z: Karakteristik impedance dari kabel

  

pengukuran U1 :Tegangan Input U2 :Tegangan Output Rd :Tahanan Damping

        

Cs :Kapasitansi Impuls Rp :Tahanan Paralel RS1 :Tahanan Seri 1 RS2 :Tahanan Seri 2 Cb :Kapasitansi Beban U1 :Tegangan AC primer U2 :Tegangan AC sekunder Uc :Tegangan DC Charging Us:Tegangan Impulse Keluaran

a. Pasangkan salah satu konfigurasi diatas pada tempat obyek pengujian. b. Naikkan tegangan hingga udara diantara elektroda tembus, kemudian catat  tegangan tersebut. c. Naik kan jarak elektroda seperti pada table kemudian naik kan tegangan hingga  udara tembus. d. Gantikan konfigurasi elektroda kemudian ulangi percobaan seperti diatas.                              BAB IV DATA DAN ANALISA  Tabel 4.1.1  Ko nfigurasi Elektroda

 Jarak (m)

  

Tegangan Tembus (kV) V 

1

2

V  V  Vr 3 (cepat)

Medan Listrik (kV/m) 

(lambat ) 

(sedang ) 

 34  34  34  34  34  34

0,01  0,015  Bol  0,02 a Pejal Bola Kosong 0,025  0,03  0,035  

    



























3400



2266,67 

1700



1360



1133,33



971,43



Medan Listrik (kV/m)

Tabel 4.1.2   Ko nfigurasi Elektroda

 Jarak (m)



Bol a Pejal Bola Pejal



Tegangan Tembus (kV) V 

1

2

(lambat )

(sedang ) 

 V  Vr 3 (cepat)  34



  

0,01 

 0,015 

 

 0,025 

 34



 0,03 

 34  34

 34 

3333

 

0,02



V









2088,67



1600



1253,2







1066,67



 

914,28

0,035

34

 Tabel 4.1.3    Ko nfigurasi Elektroda

 Jarak (m)



Tegangan Tembus (kV) V 

V

1

2

(lambat )

(sedang ) 

 V  Vr 3 (cepat)  34





 

0,01    Bol 0,015 a KosongBola  Kosong 0,02  0,025  0,03  0,035

Medan Listrik (kV/m)

 34



 34  34  34  34

  





3333



2222



1700



1360





















1133,33



971,43



Medan Listrik (kV/m)

 Tabel 4.1.4   Ko nfigurasi Elektroda

 Jarak (m)

 Bol  a Kosong0,01 Bola Pejal  0,015 



Tegangan Tembus (kV) V 

V

1

2

(lambat )

(sedang )   

 V  Vr 3 (cepat)  34  34 













2133,33



 

1566,5



3200

34 0,02   0,025  0,03 

  



 



 0,035

 34

 34  34









1253,2



1100



962

Grafik 4.1.1

Tegangan tembus terhadap Jarak Bola Pejal-Bola Kosong

Linear (Bola Pejal-Bola Kosong)

Bola Pejal-Bola Pejal

Linear (Bola Pejal-Bola Pejal)

32

Bola Kosong-Bola Kosong

Linear (Bola KosongBola Kosong)

31

Bola Kosong-Bola Pejal

Linear (Bola KosongBola Pejal)

35 34 33

30 29 1.0000000000000005E-2

  

 Grafik 4.1.2

Kuat Medan terhadap Jarak 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Bola Pejal-Bola Kosong Bola Pejal-Bola Pejal Bola Kosong-Bola Kosong Bola Kosong-Bola Pejal

 

 Grafik 4.1.3 

Tegangan tembus terhadap waktu 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 (cepat)

 

Bola Pejal-Bola Kosong Bola Pejal-Bola Pejal Bola Kosong-Bola Kosong Bola Kosong-Bola Pejal

2 (sedang)

3 (lambat)

 Analisa: 1. Pada tegangan impuls, tegangan tembus yang dihasilkan tidak konstan. Jika putaran untuk menghasilkan tegangan lambat, maka tegangan tembusnya kecil. Jika putaran cepat maka tegangan tembusnya tinggi 2. Kuat Medan listrik berbanding terbalik dengan jarak 3. Tegangan tembus impuls dengan waktu berbanding lurus. Semakin besar tegangan tembus maka waktu yang dibutuhkan semakin lama        



                   Tabel 4.2.1

Tabel 4.2.2



 

Tabel 4.2.3

Tabel 4.2.4



  

Bola Pejal - Batang (Kelompok 1)

TEGANGAN TERHADAP JARAK Bola Pejal – Bola Pejal (Kelompok 1) 45 Batang – Bola Pejal (Kelompok 1) 40 Batang - Batang (Kelompok 1) 35 Bola Pejal-Bola Kosong (Kelompok 2) 30 Bola Pejal-Bola Pejal (Kelompok 2) 25 Bola Kosong-Bola Kosong (Kelompok 2) 20 Bola Kosong15Bola Pejal (Kelompok 2)

TEGANGAN

Jarum- Bola 10 Kosong (Kelompok 3) Jarum- Jarum 5 (Kelompok 3) Bola Kosong -0Jarum (Kelompok 3) Bola Kosong - Bola Kosong (Kelompok 3) Batang - Batang (Kelompok 4) Jarum - Jarum (Kelompok 4) Batang - Jarum (Kelompok 4)

JARAK Jarum - Batang (Kelompok 4)

 

Grafik 4.2.1                  



           

Bola Pejal - Batang (Kelompok 1) KUAT MEDAN TERHADAP JARAK Bola Pejal – Bola Pejal (Kelompok 1) 4500 Batang – Bola Pejal (Kelompok 1) 4000 Batang - Batang (Kelompok 1) 3500 Bola Pejal-Bola Kosong (Kelompok 2) 3000 Bola Pejal-Bola Pejal (Kelompok 2) 2500 Bola Kosong-Bola Kosong (Kelompok 2) 2000

KUAT MEDAN

Bola Kosong- Bola Pejal (Kelompok 2) 1500 Jarum- Bola Kosong (Kelompok 3) 1000 Jarum- Jarum (Kelompok 3) 500 Bola Kosong - Jarum (Kelompok 3) 0 Bola Kosong - Bola Kosong (Kelompok 3) Batang - Batang (Kelompok 4) Jarum - Jarum (Kelompok 4) Batang - Jarum (Kelompok 4)

JARAK Jarum - Batang (Kelompok 4)

 

Grafik 4.2.2  

                  

Analisa: 1. Dari bentuk grafik yang berbeda-beda, terbukti bahwa bentuk anoda dan katoda memengaruhi hubungan tegangan dan jaraknya 2. Kuat Medan Listrik berbanding terbalik dengan jarak. Semakin besar jarak, semakin kecil kuat medan listrik 3. Tegangan tembus impuls berbanding lurus dengan waktu. Jika tegangan tembusnya besar maka yang dibutuhkan semakin lama



     BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN   

5.1 Kesimpulan  Kuat medan listrik pada tegangan impuls berbanding terbalik dengan jarak. Karena bila jarak yang diberikan semakin besar maka kuat medan yang dihasilkan juga akan semakin 

rendah, begitu pula sebaliknya. Kuat medan listrik pada tegangan impuls berbanding lurus dengan tegangan. Karena bila tegangan yang diberikan semakin besar maka kuat medan yang dihasilkan juga akan semakin besar juga, begitu pula sebaliknya.



Jarak berbanding lurus dengan tegangan. Karena bila jarak yang diberikan semakin besar



tegangan yang dihasilkan juga akan semakin besar juga, begitu pula sebaliknya. Kecepatan saat memberikan tegangan juga mempengaruhi besarnya tegangan yang dihasilkan, sehingga tegangan berbanding lurus dengan waktu. Karena hal tersebut

 

mempengaruhi terjadinya kegagalan isolasi Bentuk konfigurasi elektroda mempengaruhi besarnya nilai tegangan yang terjadi, Semakin

besar penampang maka semakin besar tegangan tembus yang dihasilkan 5.2 Saran 1. Pastikan telah mengkalibrasi alat dengan benar 2. Selalu bekerja sesuai SOP 3. Jangan lupa melakukan Grounding  