70070314-2-pendahuluan-1
DESCRIPTION
janganTRANSCRIPT
![Page 1: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/1.jpg)
UNJUK KERJA ISOLATOR 20 KV AKIBAT PENGARUH POLUTAN TAK LARUT (STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI PT. SEMEN TONASA II)
HERMAN NAUWIRP2202201003
JURUSAN TEKNIK ELEKTROPROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS
HASANUDDIN MAKASSAR
![Page 2: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/2.jpg)
2004
MAKASSAR2004
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Kondisi kota Kabupaten Pangkep yang berdebu dan letaknya yang
pinggir pantai telah menyebabkan polusi pada jaringan transmisi PLN.
Pada kasus di Gardu Distribusi PT. Pabrik Tonasa, polusi ini menjadi lebih
berat karena lokasinya yang dikelilingi atau di sekitar pabrik semen.
Sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik merupakan ujung
tombak unit perusahaan PT. PLN untuk pengiriman daya listrik dari pusat-
pusat pembangkit ke pusat-pusat beban, karena keandalan sistem
transmisi dan distribusi haruslah mendapat perhatian agar kontinuitas
pelayanan terjamin. Salah satu komponen yang memegang peranan
penting adalah isolator sebagai peralatan pemisah bagian-bagian yang
bertegangan serta penahan dan penopang kawat saluran.
Masalah utama pada polusi jaringan ini adalah terbentuknya lapisan
polutan pada permukaan isolator. Dengan terbentuknya lapIsan polutan ini
1
![Page 3: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/3.jpg)
dapat mengakibatkan terjadinya tegangan lewat denyar sehingga akan
mengganggu fungsi isolator sebagai isolator listrik.
Tegangan lewat denyar pada isolator terpolusi merupakan parameter
yang penting dalam perancangan saluran transmisi. Pengujian isolator
terpolusi buatan telah banyak dilakukan dengan tujuan untuk
mengevaluasi karakteristik tegangan lewat denyar. Isolator terpolusii
buatan dipengaruhi tidak hanya oleh deposit polutan larut (ESDD) tetapi
juga oleh deposit polutan tak larut (NSDD).
Polutan tak larut merupakan bahan yang menyerap air dan mengikat
polutan garam di permukaan isolator, hal ini menghambat proses
pembersihan isolator oleh air hujan. Aspek lain yang penting dalam
polutan tak larut yaitu pada waktu pembasahannnya berjalan lambat
seperti kondisi berkabut atau hujan gerimis, hal ini bersama dengan
garam yang telah terkait akan menyebabkan pembentukan lapisan
konduktif, dan lapisan ini sangat mempengaruhi besarnya tegangan dari
isolator terpolusi.
Penelitian dilakukan yaitu memfokuskan pada pengaruh besarnya
polutan tak larut terhadap konduktifitas permukaan tegangan lewat denyar
dari isolator terpolusi. Penelitian ini mengambil studi kasus GD PT. Pabrik
Semen Tonasa.
B. Rumusan Masalah
2
![Page 4: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/4.jpg)
1. Bagaimana mengenali sifat-sifat kimia dari polutan GD PT. Semen
Tonasa.
2. Bagaimana mengenali sifat-sifat fisika dari polutan GD PT. Semen
Tonasa.
3. Bagaimana mengukur sifat-sifat listrik dari polutan GD PT. Semen
Tonasa.
C. Tujuan dan Manfaat
Penelitian yang dilakukan penulis mempunyai tujuan dan Mamfaat
sebagai berikut :
C.1. Tujuan
1. Mengenali sifat-sifat kimia dari polutan GD PT. Semen Tonasa
yang dilaksanakan melalui analisa komposisi unsur dan analisa
konduktifitas larutan polutan.
2. Mengenali sifat-sifat fisika dari polutan GD PT. Semen Tonasa yang
meliputi ukuran polutan dan sudut kontak permukaan.
3. Mengukur sifat-sifat listrik dari polutan GD PT. Semen Tonasa yang
meliputi konduktifitas permukaan serta tegangan lewat denyar dari
isolator terpolusi pada kondisi kering dan basah.
C.2. Manfaat
Dari hasil penelitian diharapkan dapat bermanfaat untuk :
3
![Page 5: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/5.jpg)
1. Kalangan Industri, seharusnya industri PT. Semen Tonasa dan
industri lainnya dalam mengoperasikan peralatan listrik yang
berhubungan dengan isolator.
2. Kalangan akademis sebagai sarana praktikum laboratorium
mahasiswa.
3. Kalangan peneliti sebagai bahan referensi dalam mengembangkan
material peralatan tegangan tinggi.
D. Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah maka diambil asumsi-asumsi sebagai
berikut
1. Kelembaban dianggap tersebar merata di dalam ruang kabut
2. Suhu di setiap bagian ruang kabut dianggap sama dan tetap
3. Pada penelitian hanya menggunakan isolator Pin Pos 20 kV.
4
![Page 6: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/6.jpg)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Polusi Pada Isolator
Isolator pasangan luar dalam pengoperasiannya tidak terlepas dari
pengaruh lingkungan di sekitarnya. Kondisi lingkungan seperti jenis polusi
disekitar pemasangan Isolatorr sangat berpengaruh dalam pemilihan jenis
isolator dan cara perawatannya.
Pada umumnya, polusi pada isolator menurut sumbernya dapat
dibagi dalam empat kategori.
1. Polusi dari laut. Tingkat polusi maksimum dari isolator sangat
berhubungan dengan jarak lokasi dari laut. Makin jauh dari laut
makin sedikit penumpukan yang terjadi. Polusi ini terbawa ke
permukaan isolator oleh angin. Pada kondisi tertentu seperti
angin typhoon atau badai, sering terjadi penumpukan polutan
dalam jumlah yang sangat besar pada permukaan isolator.
2. Polusi dari industri. Komposisi kimia dari polutan jenis ini
sangat beragam dan bisa membentuk lapisan yang menempel
kuat pada permukaan isolator, seperti : jelaga dan asap dari
cerobong pabrik, debu polusi dari pabrik semen.
5
![Page 7: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/7.jpg)
3. Polusi dari daerah padang pasir. Timbunan polutan tak larut
(NSDD=Non solube Deposit Density ) pada daerah padang
pasir pada umumnya lebih banyak dari pada di daerah polusi
laut. Pada daerah tertentu seringkali terjadi kombinasi dari
keduanya, seperti pada daerah berpasir yang dekat pantai.
Garam laut yang menempel pada permukaan isolator terlapisi
oleh debu yang terbawa dari padang pasir, pada daerah
tersebut besarnya ESDD dan NSDD bisa mencapai di atas 1,0
mg/cm2.
4. Polusi dari gunung berapi. Polutan dalam bentuk debu-debu dari
berbagai ukuran dengan senyawa utama silikat (SiO2) dan
alumina (Al2O3).
Secara kualitatif tingkat polusi bisa dibagi dalam empat tingkat, mulai
dari polusi ringan sampai polusi berat. Berdasarkan hal tersebut, PLN
telah membuat klasifikasi tentang tingkat polusi (SPLN 10-3B: 1993).
Klasifikasi tersebut bisa dilihat pada Tabel A.1. dibawah :
Tabel A.1.Pembagian Tingkat Polusi
Tingkat Polusi Contoh ciri lingkungan yang khas
I. Ringan
Kawasan tanpa industri dan dengan kepadatan rumah
yang rendah yang dilengkapi sarana pembakaran.
Kawasan dengan kepadatan industri yang rendah
atau kepadatan rumah yang rendah tetapi sering
terkena angin dan/atau hujan.
Kawasan pertanian
Kawasan pegunungan
Semua kawasan ini harus terletak paling sedikit 10 km
6
![Page 8: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/8.jpg)
sampai 20 km dari laut dan bukan kawasan terbuka bagi
hembusan angin langsung dari laut.
Kawasan dengan industri yang tidak secara khusus
menghasilkan asap polusi dan atau dengan kepadatan
rumah yang sedang dan dilengkapi sarana
pembakaran.
II. Sedang Kawasan dengan kepadatan rumah yang tinggi dan
atau kepadatan industri yang tinggi, tetapi sering
terkena angin dan atau hujan.
Kawasan terbuka bagi angin dari laut tetapi tidak
terlalu dekat dengan pantai (paling sedikit berjarak
beberapa kilometer).
III. Berat Kawasan dengan kepadatan industri yang tinggi dan
pinggiran kota besar dengan kepadatan sarana
pembakaran tinggi yang menghasilkan polusi.
Kawasan dekat laut atau pada setiap keadaan terbuka
bagi hembusan angin yang kencang dari laut.
IV. Sangat Berat
Kawasan yang umumnya cukup luas, terkena debu
konduktif dan asap industri yang khususnya
menghasilkan endapan konduktif yang tebal.
Kawasan yang umumnya cukup luas sangat dekat
dengan pantai dan terbuka bagi semburan air laut atau
hembusan angin yang sangat kencang dan terpolusi
dari laut.
Kawasan padang pasir, yang ditandai dengan tidak
adanya hujan untuk jangka waktu lama, terbuka bagi
angin kencang yang membawa pasir dan garam serta
terkena kondensasi yang tetap.
Catatan
* Penggunaan pupuk dengan penyemprotan, atau pembakaran sisa
panen dapat mempertinggi tingkat polusi karena hembusan angin.
7
![Page 9: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/9.jpg)
Jarak dari garis pantai tergantung pada topografi kawasan pantai
dan tergantung pada kondisi angin yang ekstrim.
B. Polutan Larut dan Tak Larut
Zat polutan yang mempengaruhi ketahanan permukaan suatu
isolator dapat digolongkan menjadi dua komponen : komponen yang
bersifat larut merupakan komponen konduktif yang terdiri dari garam-
garam yang dapat terurai menjadi ion-ion dalam suatu larutan, seperti
Natrium (NaCl), Magnesium Chlorida (MgCl) dan Natrium Nitrat (NaNO3).
Polutan jenis ini diwakili oleh parameter ESDD (Equivalent Salt Deposit
Density) yang menyatakan banyaknya deposit polutan larut per luas area
(mg/cm2).
S.V. Fukuda melaporkan pengaruh dari beberapa jenis garam yang
dapat larut terhadap tegangan lewat denyar. Dalam penelitiannya dipakai
beberapa jenis garan : Natrium Chlorida (NaCl), Magnesium Chlorida
(MgCl), Natrium Nitrat (NaNO3), Natrium Sulfat (Na2SO4) dan Magnesium
Sulfat (MgSO4). Hasil dari penelitiannya disajikan pada gambar di bawah.
Gambar.1.Tegangan lewat denyar sebagai fungsi dari ESDD
8
![Page 10: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/10.jpg)
Untuk setiap jenis garam, terlihat ada penurunan tingkat tegangan
lewat denyar dengan bertambahnya kerapatannya deposit garam
(ESDD). Nilai penurunan tegangan lewat denyar bervariasi tergantung
dari jenis garam, hal ini dikarenakan daya larut yang tinggi dari beberapa
jenis garam membuat larutan lebih konduktif dan cenderung menghasilkan
tegangan lewat denyar yang lebih rendah.
Komponen tak larut adalah bagian dari zat padat yang tidak dapat
terurai menjadi ion-ion dalam larutan, tetapi komponen ini dapat
mengurangi ketahanan listrik pada isolator, seperti debu, kaolin, tonoko
dan bentonit. Polutan jenis ini diwakili oleh parameter NSDD (Non Soluble
Deposit Density) yang menyatakan banyaknya deposit polutan tak larut
per luas area (mg/cm2).
Ryosuke Matsuoka et al Tahun 1993, dalam penelitiannya
menyebutkan bahwa tidak hanya tegangan ketahanan Isolasi DC dari
Isolator terpolusi buatan yang dipengaruhi oleh jenis polutantak larut
( Kaolin, Tonoko ).
R. Bosignoli et.al Tahun 1993 mengevaluasi efek dari polutan tak
larut (Kaolin) pada tegangan lewat denyar AC dan DC. Penelitiannya
menggunakan Roger’s dan Kaolin yang didapatkan pada industri di
Brasil.
K. Kondo et.al tahun 1995 meneliti pengaruh dari berbagai jenis
polutan tak larut pada tegangan lewat denyar isolator terpolusi.
9
![Page 11: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/11.jpg)
Digunakan Tonoko dan berbagai jenis Kaolin (Roger, Georgia, Italy,
Mexico & Brasil) sebagai polutan tak larut. Hasilnya penelitiannya
diilustrasikan pada gambar berikut :
Gambar.2.Hasil test tegangan lewat denyar DC dari isolator Dengan berbagai polutan tak larut (NSDD = 0.1 mg/cm2), SDD = 0,03 mg/cm2)
Terdapat perbedaan yang signifikan pada tegangan lewat denyar
dari berbagai jenis Kaolin. Perbedaan tegangan lewat denyar ini
berhubungan dengan ukuran partikel, keseragaman lapisan polutan pada
permukaan isolator dan jenis dari mineral utama dari Kaolin. Proses
terbentuknya lapisan polutan sangat dipengaruhi oleh keadaan udara
seperti kabut, embun, serta hujan rintik-rintik. Polutan seperti SiO2, debu
dan semen Portland, dapat membentuk ikatan mekanis yang mengikat
komponen konduktif. Pada beberapa kasus, ikatan mekanis ini membuat
polutan menempel kuat pada permukaan isolator sehingga pencucian
10
![Page 12: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/12.jpg)
sendiri oleh hujan sulit. Ilustrasi dari lapisan polutan pada permukaan
isolator seperti terlihat pada Gambar B3.
Gambar 3 Lapisan polutan pada permukaan isolator
C. Permukaan Hydrophilic dan Hidrophobic
Dalam evaluasi pembahasan (wettability) dari suatu material padat,
pengukuran sudut kontak permukaan merupakan suatu besaran yang
bisa mewakili derajat pembasahan tersebut.
C.1.Tetes air pada permukaan zat padat
Berdasarkan responnya terhadap tetesan air, bisa dibagi dalam dua
jenis, permukaan material padat bisa diklasifikasi dalam dua jenis yaitu
permukaan hydrophobic dan permukaan hydrophilic. Sudut kontak pada
dua jenis permukaan tersebut secara teoritis bisa digambarkan sepertii
pada Gambar C.1.1 dan Gambar C.1.2. berikut .
11
![Page 13: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/13.jpg)
Gambar.3 Bentuk butiran air pada permukaan hydrophobic
Gambar 4. Bentuk butiran air pada Permukaan hydrophilic
Sudut kontak digunakan secara umum untuk merepresentasikan
derajat pembahasan, karena cara pengukurannya yang muda. Dari hal di
atas terlihat bahwa semakin besar sudut kontak maka permukaan
tersebut semakin hydrophobic. Isolator keramik permukaan bersifat
hydropnilic sedangkan isolator polymer permukaannya bersifat
hydrophobic.
Sudut kontak permukaan dan energi bebas permukaan dari suatu
material pada secara kuantitatif berhubungan dengan persamaan Young.
Ys = Ys1 + Y1 cos ........................................................(C.1)
Dengan adalah sudut kontak. Sedangkan Ys, Y1 dan Ys1 berturut-turut
adalah energi bebas permukaan per unit area dari material padat, material
cair dan material padat-material cair. Gambar C.1.3 menunjukkan Ys Y1
dan Ys1 pada permukaan hydrophobic dan hydrophilic.
12
![Page 14: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/14.jpg)
Persamaan C.1 menunjukkan keseimbangan dari Ys Y1 dan Ys1 pada
bidang kontak. Tetesan air dapat mengatur bentuknya secara otomatis
dengan cara mengatur besarnya sudut kontak sampai tercapai
keseimbangan.
Gambar C.1.3. Keseimbangan energi pada permukaan hydrophobic
Gambar 5. Keseimbangan energi pada permukaan hydrophilic
Sebagai contoh, pada suatu permukaan dengan energi bebas
permukaan yang tinggi seperti pada permukaan logam, gelas dan
porselin, komponen Ys lebih besar daripada Ys1. Tetes air akan
menyebar secara perlahan dan menurunkan sudut kontak sampai jumlah
dari Ys1 dan Y1 cos sama dengan Ys seperti yang ditunjukkan pada
13
![Page 15: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/15.jpg)
gambar C.1.4. Sebaliknya pada permukaan dengan energi bebas
permukaan rendah, seperti pada permukaan silicon rubber, Ys lebih kecil
dari pada Ys1. Tetes air akan mengumpulkan dan menaikkan sudut kontak
untuk merubah arah proyeksi dari Y1 sampai jumlah Ys dan harga mutlak
dari Y1 cos sama dengan Ys1 seperti yang ditunjukkan pada gambar C.1.4
di atas.
C.2. Metode Pengukuran Sudut Kontak
Dalam pengukuran sudut kontak antara tetes air dan permukaan
horizontal material padat, ada tiga metode yang sering digunakan.
Metode pertama adalah mengukur sudut kontak langsung dengan
menggambar garis singgung pada titik seperti pada gambar. Metode
kedua dengan mengukur tinggi tetesan h dan diameter dasar dari tetesan
d seperti gambar. Dan selanjutnya sudut kontak dan volume tetesan V
dapat dihitung dengan rumus :
= 2 tg-1 (2h/d)...................................................................(C.2)
V = 3.14 h2 (3r – h)/3.........................................................(C.3)
dengan r = d / 2 sin . Metode ketiga dengan mengukur sudut 1 dan 2
seperti gambar. Dan selanjutnya sudut dapat dihitung dengan
menjumlahkannya.
= 1 + 2..................................................................................(C.4)
14
![Page 16: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/16.jpg)
Gambar 6.Tiga metoda untuk pengukuran sudut konta
Metoda pertama didasarkan pada definisi dari sudut kontak. Namun
akurasinya kurang dibandingkan dua metode yang lain, dikarenakan sulit
menggambar suatu garis singgung secara akurat. Pada penelitian ini
digunakan metoda kedua karena mudah pengukurannya dan dengan
ketelitian yang memadai.
Beberapa literatur telah membahas tentang pengaruh polutan tak
larut pada tegangan lewat denyar isolator yang terpolusi buatan antara
lain:
Masaru Ishii et. al. 1991, melaporkan bahwa tegangan lewat denyar
DC dari isolator yang terpolusi buatan dipengaruhi oleh jenis dari polutan
tak larut (Kaolin).
Ryosure Matsuoka et.al. pada ISH ke 8 tahun 1993, dalam
penelitiannya menyebutkan bahwa tidak hanya tegangan ketahanan
isolasi DC tetapi juga tegangan ketahanan isolasi AC dari isolasi terpolusi
buatan yang dipengaruhi oleh jenis polutan tak larut (Kaolin).
K. Kondo et. al. tahun 1995, membahas pengaruh dari berbagai
jenis Kaolin, Italian Koalin, Mixecan Kaolin, sebagai pembanding
digunakan Tonoka.
15
![Page 17: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/17.jpg)
Gamyasla Rudana Putra tahun 1998, dalam penelitiannya bahwa
tegangan lewat denyar AC dari isolator yang terpolusi buatan di pengaruhi
oleh jenis dari polutan teklarut.
Penelitian yang dilakukan oleh keempat penelititersebut
menggunakan polutan tak larut murni,bukan suatu polutan nyata diambil
dari lapangan. Penelitian yang dilaporkan dalam tulisan ini merupakan
simulasi fenomena lewat denyar yang terjadi pada Isolator 20 kV pada
Gardu Distribusi PT Semen Tonasa lankah simulasi dilakukan dengan
cara :
1. Pengambilan sampel dan data lingkungan (suhu, kelembaban, lokasi)
di GD PT. Semen Tonasa.
2. Analisis sifat-sifat kimia, Analisis sifat-sifat fisik dan analisis sifat-sifat
listrik dari polutan GD PT. Semen Tonasa.
3. Pemilihan metode dan perancangan eksperimen yang diperlukan untuk
Analisis di atas.
Penelitian menggunakan polutan tak larut Kaolin (polutan tak larut
standard IEC 507 – 91) sebagai pembanding.
16
![Page 18: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/18.jpg)
BABIII
METODE PENELITIAN
A.Tempat Penelitian
Penelitian akan dilaksanakan di dua temapat yaitu
pengambilansampel di GD PT. Semen Tonasa dan dianalisa dii
Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi dan Teknik Kimia Politeknik Negeri
Ujung Pandang.
Metode dan prosedur yang digunakan dalam menganalisa polutan
GD PT. Semen Tonasa meliputi tiga hal :
a. Analisa sifat kimia
b. Analisa sifat fisika
c. Analisa sifat listrik
Untuk lebih jelasnya ketiga jenis analisa yang digunakan
digambarkan seperti pada gambar A.1.
17
![Page 19: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/19.jpg)
Gambar 7 Skema diagram Eksperimen
B.Eksperimen Sifat Kimia
B.1. Eksperimen A.1 : Komposisi Unsur Polutan GD PT. Semen Tonasa
Analisa sampel dibutuhkan untuk mendapatkan komposisi kimia dari
kontaminan, untuk tujuan tersebut digunakan AAS-Atomic-Absorbtion
Spectroscopy. Prinsip dari ASS didasarkan pada prinsip atom-atom akan
mengalami transisi bila menyerap energi. Energi akan dipancarkan ketika
atom yang tereksitasi kembali ke tingkat energi dasar. Detektor akan
mendeteksi energi terpencar tersebut. Dengan metode ini, dapat
ditentukan konsentrasi Ion Logam yang rendah sampai ppm termasuk
alkali dan alkali tanah dalam waktu cepat.
18
Polutan GI. Petro
A. Analisa Kimia
B. Analisa Fisika
C. Analisa Listrik
A. 1. Komposisi unsur2.Konduktivitas larutan
B. 1. Sudut Kontak
C. 1. Konduktivitas permukaan unsur2. Tegangan lewat denyar isolator
![Page 20: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/20.jpg)
Metode dan prosedur eksperimen bisa dijelaskan sebagai berikut :
Proses Keluaran
1. Pengambilan polutan di GD
PT. Semen Tonasa
2. Digunakan Kaolin sebagai
pembanding
3. Analisa polutan GD PT. Semen
Tonasa Tonasa dan Kaolin
dengan menggunakan AAS di
Laboratorium Teknik Kimia
Politeknik Negeri Ujung
Pandang
19
DataKomposisi
Unsur
![Page 21: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/21.jpg)
B.2. Eksperimen A-2 : Pengukuran konduktivitas larutan polutan
Pengukuran konduktivitas dilakukan dengan alat ukur konduktivitas
TDScan IV. Alat ini mempunyai daerah pengukuran mulai dari 0,1 mS,
sampai 19,9 mS dengan resolusi 0,1 mS dan kesalahan 2%. Alat ini telah
dilengkapi dengan koreksi temperatur berupa ATC – Automatic
Temperatur Compensation, sehingga data yang didapat tidak perlu
dikonversikan lagi. Metode dan prosedur dari eksperimen dijelaskan
seperti di bawah ini.
PROSES KELUARAN
1. PENYIAPAN LARUTAN POLUTAN
PELARUT : AIR AQUA SATU
LITER DENGAN
KONDUKTIVITAS
ZAT TERLARUT : POLUTAN GI.
PETRO & KAOLIN DENGAN
KONSENTRASI :
20,40,60,80,100,120,140,160,180,
200,200,220,240,260,280,300
Gram per liter
2. PENGUKURAN KONDUKTIVITAS
LARUTAN DENGAN
MENGGUNAKAN TDSCAN 4
20
DATAKONDUKTIVITAS
LARUTAN
![Page 22: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/22.jpg)
Gambar 8 Skema Pengukuran Konduktivitas larutan polutan
Untuk menjaga harga konduktivitas yang akurat, digunakan pelarut
berupa air mineral kemasan dengan nama dagang ”Aqua”. Dari hasil
pengukuran didapatkan harga konduktivitas dari ”Aqua” yaitu 0,2 mS
(air PDAM harga konduktivitas berubah antara 0,2 – 0,4 mS).
Larutan yang terbentuk merupakan suatu suspensi dimana antara
pelarut (air aqua) dan polutan akan terpisah kalau didiamkan. Walaupun
terjadi pemisahan, konduktivitas suatu larutan hanya dipengaruhi oleh
komponen yang larut menjadi ion-ion saja tidak tergantung pada
pengendapan yang terjadi. Dengan demikian saat pengukuran tidak
mempengaruhi harga konduktivitas. Skema dari pengukuran
konduktivitas ditunjukkan pada gambar.
21
![Page 23: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/23.jpg)
C.Eksperimen Sifat Fisika
C.1. Eksperimen B-1 : Pengukuran sudut kontak
Eksperimen ini bertujuan untuk mengetahui besarnya sudut kontak
yang terjadi antara tetes air dan permukaan material yang telah dilapisi
polutan.
Sudut kontak permukaan merupakan suatu besaran yang bisa mewakili
derajat kebebasan (wettability) dari suatu material.
Prosedur dan metode kesperimen seperti dibawah.
PROSES KELUARAN
1. PERSIAPAN LAPISAN POLUTAN (POLUTAN GI. PETRO DAN KAOLIN PADA ISOLATOR KERAMIK; POLUTAN GI. PETRO DAN KAOLIN PADA PERMUKAAN SILICONE RUBBER)
2. PEMBERIAN TETES AIR PADA SETIAP LAPISAN POLUTAN
3. PENGAMBILAN FOTO UNTUK PENGUKURAN SUDUT KONTAK
4. PENGUKURAN SUDUT KONTAK UNTUK MASING-MASING KONDISI LAPISAN.
Permukaan isolator dengan bahan keramik bersifat hydrophilic, sifat
dari permukaan ini ditunjukkan dengan harga sudut kontak yang rendah.
Sebagai perbandingan digunakan silicon rubber, silicon rubber merupakan
suatu material yang bersifat hydrophobic, hal ini ditunjukkan dengan harga
22
DATASUDUT
KONTAK
![Page 24: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/24.jpg)
sudut kontak yang besar. Pembentukan kemampuan hydrophobic silicon
rubber tergantung pada waktu.
Skema pengukuran sudut kontak ditunjukkan pada gambar di bawah:
Gambar 9 skema pengukuran sudut kontak
D.Eksperimen Sifat Listrik
D.1. Eksperimen C-1 Konduktivitas permukaan isolator terpolusi
Pengukuran konduktivitas dilakukan untuk empat kondisi keadaan,
yaitu :
1. Kondisi bersih-kering (tanpa polutan dan tanpa pembahasan)
2. Kondisi bersih-basah (tanpa polutan dan dengan pembahasan)
3. Kondisi terpolusi-kering (dengan polutan dan tanpa pembahasan)
4. Kondisi terpolusi-basah (dengan polutan dan dengan pembahasan)
bila tegangan diterapkan pada isolator, arus akan mengalir melalui
permukaannya. Arus ini disebut arus bocor permukaan. Pada kondisi
permukaan terpolusi, arus bocor terjadi dapat dipergunakan sebagai
indikator tingkat polusi suatu daerah.
23
![Page 25: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/25.jpg)
Prosedur dan skema eksperimen pengukuran konduktivitas permukaan
isolator pada kondisi bersih-kering dan bersih-basah ditunjukkan seperti
dibawah. Pengukuran pada dua buah isolator Pin post, dan diambil harga
rata-ratanya.
Gambarr 10 kema rangkaian pengukuran konduktivitas permukaan kondisi Bersih-Kering dan bersih-basah
Keterangan simbol pada gambar D.1.1.
Tr : trafo tegangan tinggi, 220 V/100 kVC : capasitor tegangan tinggi, 100 pFCF : alat ukur tegangan puncak Chubb & FortesqueSB : sela bola untuk proteksi tegangan lebih, jarak 1 cmR1 : tahanan pelindung trafo jika terjadi hubung singkat, 10 M ohmA : mikro amperemeter digital bolak-balikRK : ruang kabut dilengkapi dengan injeksi uapITR : isolator uji, PIN Post 20 kV.
24
![Page 26: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/26.jpg)
Tegangan kV
Proses Keluaran
1. Pengukuran pada kondisi bersih-kering 2. Persiapan isolator pin post (pencucian &
pengeringan agar bersih dari debu dan minyak).
3. Penempatan isolator pada ruang kabut dan pencatatan suhu serta kelembabannya.
4. Penerapan tegangan secara bertahap mulai dari 5 kV – 60 kV.
5. Dicatat besar arus bocor yang terjadi6. Pengukuran pada kondisi bersih-basah,
pengkondisian kelembaban ruang kabut melalui injeksi uap (90-95%)
7. Langkah selanjutnya sama dengan langkah 2 - 5
Uraian dibawah merupakan prosedur dan skema eksperimen
pengukuran konduktivitas permukaan isolator pada kondisi terpolusi-
basah. Pengukuran dilakukan pada dua buah isolator Pin-Post, dan
diambil harga rata-ratanya.
Digunakan dua polutan (polutan GD. Semen Tonasa dan Kaolin),
konsentrasi dari polutan dimulai dari harga 100 gram/liter sampai 300
gram/liter. Pembentukan lapisan polutan melalui penyemprotan
(”spraying”) sesuai dengan IEC-507, dipilih metode ini dikarenakan lebih
efisien dalam penggunaan polutan dibandingkan pencelupan (”dipping”)
atau pengaliran. (”flowing”). Penyemprotan lapisan polutan dilakukan
pada tiga buah isolator Pin Post, dua buah untuk uji arus kocor
sedangkan isolator ketiga untuk pengukuran NSDD.
25
KERING BASAH
Konduktivitas Permukaan Isolator
Bersih
![Page 27: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/27.jpg)
Tegangan kV
Gambar 11 .Skema rangkaian pengukuran konduktivitas permukaan kondisi terpolusi-kering dan t erpolusi-kering dan terpolusi-basah
PROSES KELUARAN
1. Pengukuran pada kondisi terpolusi-kering2. Persiapan isolator pin post (pencucian &
pengeringan agar bersih dari debu dan minyak).
3. Penempatan isolator pada ruang kabut dan pencatatan suhu serta kelembabannya.
4. Penerapan tegangan secara bertahap mulai dari 5 kV – 60 kV.
5. Dicatat besar arus bocor yang terjadi6. Pengukuran pada kondisi bersih-basah,
pengkondisian kelembaban ruang kabut melalui injeksi uap (90-95%)
7. Langkah selanjutnya sama dengan langkah
Catatan
Untuk menguji pengaruh dari kelembaban, digunakan dua kondisi
kelembaban 80 – 85% dan 90 – 95%.
26
KERING BASAH
Konduktivitas Permukaan Isolator
Terpolusi
![Page 28: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/28.jpg)
Tegangan kV
D.2. Eksperimen C-2 Tegangan lewat denyar
Dalam pengukuran tegangan lewat denyur pada kondisi basah
percikan bisa timbul dari ujung-ujung tetes air ke body isolator. Percikan
yang diamati adalah percikan timbul karena pelepasan muatan dari
bagian ”kering” (tanpa tetes air). Level ketahanan isolator dari isolator
(whithstand voltage) merupkan tegangan kritis, yaitu tegangan maksimum
yang masih dapat ditahan oleh isolator sebelum lewat denyur.
Pengukuran tegangan lewat denyur dilakukan untuk dua tingkat
pengotoran (konsentrasi polutan 100 gr/l dan 300 gr/l). Prosedur dan
skema eksperimen seperti di bawah.
PROSES KELUARAN
1. Penyemprotan isolator pin post dengan larutan polutan (100 gr/l dan 300 gr/l)
2. Penempatan isolator pada ruang kabut dan pencatatan suhu dan kelembabannya (90-95%).
3. Tegangan dinaikkan secara perlahan sampai terlihat percikan ditunggu lima menit. Tegangan dinaikkan lagi perlahan sampai lewat denyar terjadi.
27
BASAH
Tegangan FO
![Page 29: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/29.jpg)
Gambar 12 .Skema rangkaian pengukuran lewat denyar
Keterangan simbol pada gambar D.2.1.
Tr : trafo tegangan tinggi, 220 V/100 kVC : capasitor tegangan tinggi, 100 pFCF : alat ukur tegangan puncak Chubb & FortesqueR1 : tahanan pelindung trafo jika terjadi hubung singkat, 10 M ohmITR : isolator uji, PIN Post 20 kV.
28
![Page 30: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/30.jpg)
E.TAHAPAN PELAKSANAAN
29
MULAI
PERSIAPAN
PEMBUATAN RANGKA
BENDA KERJA
PENGUJIAN
MENGANALISA POLUTAN GD
PT. SEMEN TONASA
ANALISA FISIKA
KESIMPULAN
SELESAI
ANALISA LISTRIK
ANALISA KIMIA
YA
TIDAK
![Page 31: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/31.jpg)
DAFTAR PUSTAKA
1. Arismunandar A, 1975. Teknik Tenaga Listrik Jilid II. Pradinya Paramita, Jakarta
2 Arismunandar A, 1979. Teknik Tenaga Listrik Jilid II. Pradinya Paramita, Jakarta
3. Gonen Turan, 1978. Modern Power System Analisis New York.
4. Hutauruk, T.S. 1990. Transmisi Daya Listrik. Erlangga, Jakarta.
5. Solymer L, and D. Walsh, 1998. Electrical Properties of Materials Universitas of oxford. New York.
6. Suwarno, 1999. Material Elektroteknik. ITB. Bandung.
7. William D and Stevenson Ir. 1996. Analisa Sistem Tenaga Listrik
8. Arismunandar A, 1978. Teknik Tegangan Tinggi, Bandung.
30
![Page 32: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/32.jpg)
JUDUL :
UNJUK KERJA ISOLATOR 20 KV
AKIBAT PENGARUH POLUTAN TAK LARUT
PADA GARDU DISTRIBUSI PT. SEMEN TONASA II
(STUDI KASUS)
Disusun dan diajukan oleh :
Herman NauwirP2202201003
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO/TEKNIK TENAGA
MenyetujuiKomisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. H. Muh. Arief. M. Eng
KetuaDr. Ir. Salama Manjang, MT
Anggota
Ketua Program Studi Teknik ElektroProgram Pascasarjana Unhas
Prof. Dr. Ir. Muh. Arief, M.Eng
31
![Page 33: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/33.jpg)
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................. i
DAFTAR ISI .................................................................................... ii
BAB I. PENDAHULUAN ....................................................... 1
A. Latar Belakang ................................................... 1
B. Rumusan Masalah ............................................. 2
C. Tujuan Penelitian ................................................ 3
D. Manfaat Penelitian .............................................. 3
E. Batasan Masalah ................................................ 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................. 5
2.1. Polusi pada Isolator ........................................... 5
2.2. Polutan Larut dan Tak Larut .............................. 8
2.3. Permukaan Hidrophilic dan Hidrophobic ............ 11
2.3.1. Tetes Air pada Permukaan Zat Padat ............. 11
2.3.2. Metode Pengukuran Sudut Kontak ................. 14
BAB III. METODE DAN PROSES PENELITIAN .................... 18
3.1. Eksperimen Sifat Kimia ..................................... 19
3.1.1.Komposisi Unsur Polutan GD. PT. Semen Tonasa 19
3.2.1. Pengukuran Konduktivitas Larutan Palutan .. . . 20
3.2. Eksperimen Sifat Fisika ...................................... 22
3.2.1. Pengukuran sudut Kontak ............................... 22
3.3. Eksperimen Sifat Listrik ...................................... 23
32
![Page 34: 70070314-2-PENDAHULUAN-1](https://reader031.vdokumen.com/reader031/viewer/2022020106/563dd55b55034635058b623f/html5/thumbnails/34.jpg)
3.3.1. Konduktivitas Permukaan Isolator Terpolusi ... 23
3.3.2. Tegangan Lewat Denyar ................................. 26
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 29
33