MAKALAH

TUGAS PEMELIHARAAN PERALATAN LISTRIK

PENGUJIAN TEGANGAN DC PADA PERALATAN LISTRIK

OLEH :

NITA INDRIANI PERTIWI (2209 100 078)

ALIEF PRISMA BAYU SEGARA (2209 100 193)

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

FAKULTAS TENOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

BIDANG STUDI TEKNIK SISTEM TENAGA

2012/2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Pemeliharaan peralatan listrik adalah serangkaian tindakan atau proses

kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat

berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan

yang menyebabkan kerusakan. Sebelum melakukan pemeliharaan peralatan listrik

biasanya dilakukan pengujian pada peralatan listrik dan informasi yang dihasilkan

pada pengujian akan menjadi acuan apakah peralatan listrik yang dipasang

membutuhkan pemeliharaan atau penggantian peralatan.

Terdapat beberapa jenis pengujian pada peralatan listrik, salah satunya adalah

pengujian tegangan DC yang akan dibahas pada makalah ini. Beberapa metode

pengujian DC yang akan dibahas antara lain pengujian pada transformator, motor

dan generator, kabel, circuit breaker, switchgear, dan lain-lain. Adalah penting

untuk mencatat semua data dari pengujian dan tindakan perawatan untuk analisa

lebih lanjut dan referensi di masa mendatang. Dalam melakukan pengujian,

tingkat tegangan uji dan metode, sebagian besar sesuai dengan standar industri

untuk jenis peralatan yang dibahas. Nilai-nilai tegangan DC yang digunakan harus

sesuai dengan tegangan uji arus bolak-balik (AC) sebagai spesifik oleh standar

industri yang berlaku.

1.2. TUJUAN

Adapun tujuan penulisan Makalah ini adalah untuk menganalisa pengujian

tegangan DC pada peralatan listrik untuk kepentingan pemeliharaan peralatan

listrik.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENGUJIAN ISOLASI TEGANGAN DC

Ketika tegangan DC diberikan pada sebuah isolasi, maka tekanan medan

listrik menimbulkan kenaikan pada konduksi arus dan polarisasi listrik.

Pertimbangkan rangkaian dasar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1, yang

menunjukkan sumber tegangan DC, switch,dan spesimen isolasi. Ketika saklar

ditutup, isolasi menjadi berlistrik dan mengalir arus yang sangat tinggi pada saat

yang saklar tersebut ditutup. Namun, nilai arus langsung turun, dan kemudian

menurun pada tingkat lebih lambat sampai mencapai nilai hampir konstan. Arus

yang digambarkan oleh isolasi dapat dianalisis ke dalam beberapa komponen

sebagai berikut:

• Capacitance charging current

Capacitance charging current memiliki nilai sebesar tegangan DC yang

digunakan dan dapat dihitung menggunakan rumus :

Dimana,

ie = kapasitansi arus pengisian

E = tegangan (kV)

R = resistansi (MΩ)

C = kapasitansi (µF)

t = waktu (s)

e = basis logaritma Napierian

• Dielectric absorption current

Dielectric absorption current juga tinggi saat tegangan uji diberikan dan

menurun dengan meningkatnya waktu penggunaan tegangan,

tetapi pada tingkat yang lebih lambat dari Capacitance charging current. Arus

ini tidak setinggi Capacitance charging current. Dielectric absorption current

dapat dibagi menjadi dua arus yaitu arus charge reversibel dan ireversibel. Arus

charge reversibel dapat dihitung dengan rumus:

Dimana : ia = dielectric absorption current

V = tegangan uji (kV)

C = kapasitansi (µF)

D = proporsional konstan

T = waktu (s)

N = konstanta

Arus charge ireversibel memiliki bentuk umum yang sama dengan arus charge

reversibel, tetapi jauh lebih kecil di magnitude nya. Arus charge ireversibel

hilang dalam isolasi dan dengan demikian tidak dapat dipulihkan. Waktu yang

cukup harus diberikan sebelum merekam data dari tes sehingga reversible

absorption current mengalami penurunan ke nilai yang rendah.

• Surface leakage current

Surface leakage current ini disebabkan oleh konduksi pada permukaan isolasi.

Arus ini tidak diinginkan dalam hasil pengujian dan karena itu harus

dihilangkan dengan cara hati-hati membersihkan permukaan konduktor untuk

menghilangkan jalur kebocoran, atau harus ditangkap dan dijaga dari

pembacaan meter.

• Partial discharge current (corona)

Partial discharge current juga dikenal sebagai korona, disebabkan oleh

overstressing udara pada sudut tajam dari konduktor karena uji tegangan tinggi.

Arus ini tidak diinginkan dan harus dihilangkan dengan penggunaan stress

control shielding pada titik-titik tersebut selama tes. Arus ini tidak terjadi pada

tegangan rendah (dibawah 4000 volt),

• Volumetric leakage current

Volumetric leakage current yang mengalir melalui volume isolasi itu sendiri

adalah penting. Arus ini digunakan untuk mengevaluasi kondisi dari sistem

isolasi saat pengujian. Waktu yang cukup harus diberikan untuk volumetric

current untuk stabil sebelum pembacaan tes dicatat.

2.1.1 Fenomena Dielektrik dan Polarisasi

Dielektrik memiliki sifat penyerapan baik sementara dan permanen dari

muatan listrik dan properti konduksi. Ketika tegangan diberikan pada dielektrik,

gaya pada muatan positif dan negatif yang melekat dalam partikel yang

membentuk dielektrik cenderung mengarahkan partikel sejalan dengan bidang

yang diterapkan. Beberapa bahan dielektrik memiliki molekul yang memiliki

jumlah atom yang tidak merata, yaitu, memiliki susunan muatan yang asimetris.

Ketika molekul tersebut ditempatkan dalam medan listrik, molekul itu akan

bermigrasi dalam medan listrik sehingga menjadi terpolarisasi dengan medan

listrik. Molekul seperti itu disebut dipole. Dipol memiliki peran penting dalam

karakteristik isolasi. Sebuah dipol dapat diwakili oleh sebuah partikel

yang memiliki muatan positif kecil di satu ujung dan muatan negatif kecil di

ujung lainnya. Ketika dipol diberikan tegangan DC, mereka terpolarisasi.

Fenomena ini dikenal sebagai polarisasi dipol. Fenomena polarisasi kuat

dipengaruhi oleh sifat material, struktur dan kondisi isolasi.

2.1.2 Keuntungan dan Kerugian dari Pengujian Tegangan DC

Pengujian tegangan DC biasanya digunakan untuk pengujian peralatan listrik dan

aparat. Pengujian tegangan DC memiliki kelebihan dan kekurangan yang

bervariasi Keuntungan dan kerugian dari tegangan DC adalah sebagai berikut.

2.1.2.1 Keuntungan

• DC tes lebih dipiih pada peralatan yang memiliki nilai charge kapasitansi

yang sangat tinggi, seperti kabel.

• Tekanan tegangan DC dianggap jauh lebih rendah merusak isolasi daripada

tegangan AC.

• Tes dapat dihentikan sebelum terjadi kegagalan peralatan.

• Pengukuran dapat diambil secara bersamaan.

• Data historis dapat dikompilasi dan tersedia untuk evaluasi.

• Tidak perlu ada tes resistansi isolasi terpisah sebelum tes overpotential DC.

• Ukuran dan berat peralatan signifikan berkurang dibandingkan dengan

tegangan uji AC.

2.1.2.2 Kekurangan

• Distribusi tekanan untuk transformer, motor, kumparan Generator berbeda

untuk tegangan DC dengan tegangan AC.

• Sisa charge setelah tes tegangan DC harus dihilangkan dengan hati-hati.

• Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan uji tegangan tinggi lebih lama

dibandingkan dengn uji tegangan tinggi AC.

• Terdapat literatur pengujian DC yang menyatakan bahwa dimungkinkan

efek pengujian tegangan tinggi DC berbahaya pada beberapa jenis kabel.

• Kerusakan yang tidak terdeteksi dengan DC, dapat menyebabkan kegagalan

saat tegangan AC.

• Temperatur dan tegangan mempengaruhi resistivitas.

2.2 METODE PENGUJIAN DC

Terdapat dua tes yang dapat dilakukan pada isolasi padat dengan penerapan

tegangan DC:

• Pengujian tahanan Isolasi

• Pengujian Tegangan Tinggi

2.2.1 Pengujian Tahanan Isolasi

Tes ini dapat dilakukan pada tegangan diterapkan dari 100-15,000 V.

Instrumen digunakan adalah megaohmmeter, motor atau elektronik, yang

menunjukkan tahanan isolasi di megaohms. Kualitas isolasi tergantung pada suhu,

kelembaban, dan faktor lingkungan lainnya. Karena itu, semua pembacaan hasil

tes harus dikoreksi ke suhu standar untuk kelas peralatan yang diuji. Faktor

koreksi suhu untuk berbagai alat listrik ditunjukkan pada Tabel 2.1. Nilai

megaohm dari tahanan isolasi berbanding terbalik dengan volume isolasi yang

sedang diuji. Sebagai contoh, kabel denagn panjang 100 ft akan memiliki

sepersepuluh dari tahanan isolasi kabel dengan panjang 1000 ft, asalkan kondisi

lainnya identik. Tes ini dapat berguna dalam memberikan indikasi kondisi

memburuk dalam sistem isolasi.

Pengukuran nilai tahanan isolasi dapat dilakukan dengan empat Metode :

• Short-time readings

• Time-resistance readings (dielectric absorption ratio [DAR] test)

• Polarization index (PI) test

• Step-voltage readings

2.2.1.1 Short Time Readings

Pengujian ini hanya mengukur nilai tahanan isolasi untuk jangka waktu

pendek seperti 30 atau 60 detik, melalui pembacaan spot yang ada pada kurva dari

meningkatkan nilai tahanan isolasi. Hasil dari pembacaan ini hanya

mengindikasikan keadaan isolasi secara kasar. Penurunan yang berkelanjutan

merupakan indikasi adanya kerusakan isolasi. Untuk menafsirkan hasil, nilai-nilai

yang digunakan untuk perbandingan harus dinormalisasi sampai 20 ° C dengan

mempertimbangkan efek kelembaban.

2.2.1.2 Time–Resistance Readings

Sebuah sistem isolasi yang baik akan menunjukkan terus meningkatnya

nilai tahanan selama periode waktu di mana tegangan diberikan. Di sisi lain,

sistem isolasi yang terkontaminasi dengan uap air, kotoran, dan sejenisnya akan

menunjukkan nilai tahanan yang rendah. Dalam isolasi yang baik, efek dari

penyerapan arus akan menurun seiring dengan meningkatnya waktu. Dalam

isolasi buruk, efek penyerapan diabadikan oleh kebocoran arus yang tinggi.

Metode time-resistace tergantung pada temperatur dan ukuran peralatan. Rasio

Time–Resistance Readings dapat digunakan untuk mengindikasikan kondisi dari

sistem isolasi. Rasio dari pembacaan 60 s sampai 30s disebut DAR:

Rasio DAR yang dibawah 1.25 adalah alasan dilakukan penyelidikan atau

perbaikan pada peralatan listrik.

2.2.1.3 PI Test

PI tes biasa dilakukan untuk pengujian daya serap dielektrik.. PI adalah

rasio tahanan isolasi pada 10 menit sampai tahanan isolasi pada 1 min. Rasio PI

yang kurang dari 1 menunjukkan kerusakan peralatan dan butuh segera dilakukan

pemeliharaan. Tes ini digunakan untuk sistem isolasi kering seperti tipe

transformer, kabel, mesin berputar, dll.

2.2.1.4 Step-Voltage Readings (DC Voltage Tip-Up Test)

Dalam metode ini, tegangan diberikan secara bertahap ke isolasi yang diuji

dengan metode mengontrol tegangan. Saat tegangan meningkat, isolasi yang

lemah akan menunjukkan ketahanan yang lebih rendah yang tidak jelas pada

tingkat tegangan yang lebih rendah. Langkah-tegangan tes ini sangat berharga

ketika dilakukan secara periodik.

2.2.2 High-Potential Voltage Test

Pengujian tegangan tinggi DC dilakukan dengan memberikan tegangan

DC di isolasi pada atau di atas tegangan puncak operasi pada frekuensi 60 Hz

(yaitu, nilai DC = 1,41 kali nilai RMS). Ketika tegangan tinggi diberikan sebagai

uji penyerapan dielektrik, tegangan maksimum diberikan secara bertahap selama

60-90 s. Tegangan maksimum ini kemudian ditahan selama 5 menit dengan

pembacaan kebocoran arus diambil setiap menitnya. Ketika tes ini diterapkan

sebagai step-voltage test, tegangan maksimum diberikan secara bertahap dengan

besar yang sama, biasanya tidak kurang dari delapan, dengan setiap step-voltage

ditahan untuk interval waktu yang sama. Interval waktu untuk setiap langkah

harus 1-4 min. Pada akhir setiap interval, dilakukan pembacaan arus kebocoran

atau tahanan isolasi sebelum melanjutkan ke langkah berikutnya. Plot dari

tegangan uji terhadap kebocoran arus atau tahanan isolasi dapat digambarkan

untuk menunjukkan kondisi sistem isolasi.

2.3 TRAFO

Pengujian DC pada transformator melibatkan pengujian isolasi pada

belitan trafo dan cairan isolasi yang digunakan dalam transformer. Tes insulasi

pada trafo tidak menyimpulkan tentang kondisi kumparan trafo tersebut, tetapi

memberikan informasi yang berharga pada kondisi kumparan, seperti kadar air,

dan karbonisasi.

2.3.1 Insulation Resistance Measurement

Pengujian ini dilakukan pada atau di atas tegangan rata-rata untuk menentukan

apakah ada jalur resistansi rendah ke tanah atau antara kumparan ke kumparan

akibat dari kerusakan isolasi kumparan pada trafo. Nilai hasil pengukuran

dipengaruhioleh variabel seperti suhu, kelembaban, tegangan uji, dan ukuran

transformator. Tes ini harus dilakukan sebelum dan setelah perbaikan atau saat

pemeliharaan dilakukan. Data hasil pengujian harus dicatat untuk tujuan

perbandingan di masa depan. Nilai uji harus dinormalisasi sampai 20 ° C untuk

tujuan perbandingan. Aturan umum yang digunakan untuk nilai yang dapat

diterima untuk pemberian energi yang aman adalah 1 MΩ per 1000 V dari

tegangan uji yang diberikan ditambah 1 MΩ. Contoh resistensi nilai-nilai sistem

isolasi yang baik ditunjukkan pada Tabel 2.2. tes prosedur adalah sebagai berikut:

1. Jangan putuskan sambungan tanah ke tangki transformator dan inti.

Pastikan bahwa tangki transformator dan inti diground.

2. Lepaskan semua koneksi tegangan tinggi, tegangan rendah, dan netral,

lightning arrester, sistem kipas, meter, atau semua sistem kontrol

tegangan rendahsistem yang terhubung ke kumparan transformator.

3. Sebelum memulai tes, jumper bersamaan semua bushing tegangan

tinggi, pastikan bahwa jumper bersih dari semua logam dan bagian

ground. Juga bersama-sama jumper bushing tegangan rendah dan netral,

pastikan jumper bersih dari semua logam dan bagian ground

4. Gunakan megohmmeter dengan skala minimal 20.000 MΩ.

5. Pengukuran tahanan tersebut kemudian dilakukan diantara setiap set

kumparan dan ground. Kumparan yang akan diukur harus dilepas dari

ground anah untuk mengukur tahanan isolasi nya.

6. Membaca Megohmmeter harus dipertahankan untuk jangka waktu 1

menit.

Buatlah bacaan berikut untuk dua-kumparan transformator:

a. Kumparan Tegangan tinggi ke kumparan tegangan rendah dan ke

tanah

b. Kumparan Tegangan tinggi ke berliku ke tanah

c. Kumparan Tegangan rendah ke kumparan tegangan tinggi dan ke

tanah

d. Kumparan Tegangan rendah ke tanah

e. Kumparan Tegangan tinggi ke kumparan tegangan rendah

Gambar hubungan untuk tes ini ditunjukkan pada Gambar 2.4a sampai e dan 2.5a

sampai e masing-masing untuk transformer satu fase dan tiga fase. Pembacaan

Megohmmeter harus dicatat bersama dengan suhu uji(°C). Pembacaan harus

dikoreksi sampai 20 ° C dengan faktor koreksi ditunjukkan pada Tabel 2.1. Jika

nilai koreksi tes adalah satu-setengah atau lebih dari pembacaan isolasi pabrik

atau 1000 MΩ, maka sistem isolasi transformator dianggap aman untuk tes

tegangan tinggi.

Untuk transformator 3-kumparan, tes yang harus dilakukan adalah sebagai

berikut:

Tinggi ke rendah, tersier dan tanah (H-LTG)

Tersier ke tinggi, rendah dan tanah (T-HLG)

Rendah ke tinggi, tersier dan tanah (L-HTG)

Tinggi, rendah, dan tersier ke tanah (HLT-G)

Tinggi dan tersier ke rendah dan tanah (HT-LG)

Rendah dan tersier ke tinggi dan tanah (LT-HG)

Tinggi dan rendah ke tersier dan tanah (HL-TG)

Jangan melakukan tes megaohm pada kumparan transformator tanpa cairan

transformator karena nilai tahanan isolasi di udara akan jauh lebih rendah kurang

daripada di dalam cairan. Juga jangan melakukan tes tahanan isolasi

daritransformator bila kondisi undervaccum karena kemungkinan flashover ke

ground.

Hubungan tes yang ditunjukkan pada Gambar 2.5a, c, dan e adalah yang

paling seringmdigunakan. Hubungan tes pada Gambar bernilai 2.5.b dan d

memberikan hasil yang lebih tepat. Pembacaan yang diperoleh dalam hubungan

pada Gambar 2.5a dan b adalah sama masing-masing dengan pembacaan

hubungan tes pada Gambar 2.5c dan d.

Nilai tahanan isolasi yang dapat diterima untuk transformer kering dan

compound-filled adalah harus sebanding dengan putaran mesin untuk Kelas A,

meskipun tidak ada nilai standar minimum yang tersedia. Oil-filled transformer

atau regulator tegangan menyajikan masalah khusus bahwa kondisi minyak

memiliki pengaruh yang nyata pada tahanan isolasi dari kumparan. Dengan tidak

adanya data yang lebih handal disarankan rumus berikut:

Dimana :

IR adalah minimal 1 menit 500 V DC tahanan isolasi di megaohms

C adalah konstanta untuk pengukuran 20 ° C

E adalah rating tegangan dari kumparan yang diuji

kVA adalah rating kapasitas kumparan yang diuji

Formula ini ditujukan untuk transformer satu fase. Jika transformator yang diuji

adalah salah satu jenis transformer tiga fasa, dan tiga gulungan individu

transformer sedang diuji salah satu, maka E adalah rating tegangan dari salah satu

kumparan satu fase (fase ke fase untuk unit terhubung delta dan fase ke netral

untuk unit terhubung bintang), kVA adalah rating kapasitas semua kumparan tiga

fasa yang sedang diuji.

2.3.2 Dielectric Absorption Test

Uji penyerapan dielektrik merupakan kelanjutan dari uji pengukuran

tahanan isolasi kumparan transformer. Tes terdiri dari pemberiaan tegangan

selama 10 menit dan mengambil bacaan dari pengukuran tahanan pada interval 1

menit. Nilai resistansi yang diukur selama pengujian ini diplot pada kertas log-log

dengan koordinat tahanan terhadap waktu. Kemiringan kurva untuk sistem isolasi

yang baik adalah garis lurus meningkat terhadap waktu, sedangkan sistem isolasi

yang buruk akan memiliki kurva yang mendatar terhadap waktu. Ada dua tes yang

dilakukan di bawah uji penyerapan dielektrik. Yaitu adalah PI dan DAR tes, yang

dibahas dalam Bagian 2.3.

2.3.3 DC High-Potential Test

Uji tegangan tinggi DC diterapkan di atas rating tegangan transformator

untuk mengevaluasi kondisi isolasi kumparan. Uji tagangan tinggi DC tidak

direkomendasikan pada transformator daya di atas 34,5 kV, melainkan yang harus

digunakan adalah uji tegangan tinggi AC. Umumnya, untuk pemeliharaan rutin

transformator, pengujian ini tidak dipakai karena kemungkinan dapat

menyebabkan kerusakan pada isolasi kumparan. Namun, tes ini dibuat untuk

penerimaan dan setelah perbaikan transformator. Jika tegangan tinggi yang akan

dilakukan untuk pemeliharaan rutin, Nilai uji AC tidak boleh melebihi 65% dari

nilai uji AC pabrik . Nilai Pemeliharaan rutin tegangan AC harus dikonversi ke

nilai yang setara dengan tegangan DC dengan mengalikannya dengan 1.6, yaitu

1.6 kali nilai AC untuk pengujian berkala (yaitu, 1.6 × 65 = 104% dari nilai uji

AC pabrik). Uji tegangan tinggi DC bisa diterapkan sebagai step-voltage test

dimana pembacaan kebocoran arus diambil untuk setiap langkah. Jika kebocoran

arus yang berlebihan terjadi, tegangan dapat dikurangi sebelum kerusakan lebih

lanjut terjadi. Untuk alasan ini, uji tegangan tinggi DC dianggap

menjadi uji non-destructive. Nilai tes tegangan tinggi untuk tegangan DC

ditunjukkan pada Tabel 2.3. Prosedur untuk melakukan tes ini adalah sebagai

berikut (lihat Gambar 2.6a dan b untuk koneksi uji):

Transformator harus telah lulus uji tahanan isolasi sebelum memulai tes ini.

Pastikan rangka dan inti transformator di ground.

Lepaskan semua tegangan tinggi, tegangan rendah, dan hubungan netral,

sistem kontrol tegangan rendah, sistem kipas, dan meter yang terhubung ke

kumparan dan inti transformator.

Short circuit dengan melakukan jumper bersamaan semua bushing tegangan

tinggi dan

semua bushing tegangan rendah ke ground seperti yang telah dibahas pada

pengukuran tahanan isolasi.

Hubungkan tes tegangan tinggi diantara kumparan tegangan tinggi dan

ground.

Secara bertahap tingkatkan tegangan uji untuk nilai yang diinginkan. Biarkan

pengujian selama durasi 1 menit, setelah itu secara bertahap turunkan

tegangan sampai ke nol.

Lepaskan tegangan rendah dari ground jumper dan hubungkan uji tegangan

tinggi diantara kumparan tegangan rendah dan ground. Juga hubungkan

shortcircuit kumparan tegangan tinggi ke ground. Secara bertahap tingkatkan

tegangan uji ke nilai yang diinginkan. Biarkan pengujian selama durasi 1

menit, setelah itu secara bertahap turunkan tegangan smapai ke nol.

Jika kedua tes sebelumnya menyebabkan kerusakan atau kegagalan,

transformator dianggap memuaskan dan dapat diberi energi.

Lepaskan semua jumper dan sambungkan kembali hubungan primer dan

sekunder dan sistem peralatan lainnya yang mungkin telah terputus.

Berikut ini adalah beberapa peringatan dan pertimbangan dalam melakukan uji

tegangan tinggi :

Pada transformator berisi cairan dua sistem isolasi, yaitu, isolasi padat dengan

minyak atau cairan sintetis. Ketika uji tegangan tinggi AC atau DC diterapkan,

drop tegangan yang didistribusikan adalah sebagai berikut:

Bila menggunakan uji tegangan tinggi DC pada transformator yang berisi cairan,

isolasi padat dapat tertekan. Isolasi yang mungkin melemah di dekat netral

mungkin tetap beroperasi karena untuk menurunkan tekanan dalam kondisi

operasi. Namun, ketika mengalami uji tegangan tinggi, isolasi tersebut mungkin

akan mengalami kerusakan (breakdown) dan membutuhkan perbaikan segera.

Pelemahan isolasi biasanya dapat dideteksi dengan pengukuran pada tegangan

rendah. Jika uji tegangan tinggi yang akan dilakukan untuk pemeliharaan rutin,

pertimbangkan hal berikut di muka:

(1) Asumsi bahwa kerusakan akan terjadi,

(2) memiliki penggantian atau peralatan di tangan,

(3) memiliki tenaga yang tersedia untuk melakukan pekerjaan,

(4) Apakah kerugian dari transformator sampai perbaikan yang dibuat di luar

pemadaman rutin asli?

2.4 Cables and Accessories

Pengujian kabel dilakukan untuk memetakan kerusakan bertahap selama

bertahun-tahun, untuk melakukan pengujian penerimaan setelah instalasi, untuk

verifikasi dari sambungan, dan untuk pengujian perbaikan khusus. Biasanya, tes

pemeliharaan dilakukan pada kabel pada tegangan uji 60% dari tegangan uji akhir

pabrik. Ketika pembangunan yang tepat dari kabel dalam instalasi yang sudah ada

tidak diketahui, biasanya dianjurkan bahwa pemeliharaan uji tegangan DC

didasarkan pada rating tegangan AC dengan menggunakan nilai yang

direkomendasikan untuk konduktor yang berukuran terkecil dalam kisaran rating

tegangan AC.

Pengujian tegangan DC yang dilakukan pada kabel adalah pengukuran

tahanan isolasi dan uji tegangan tinggi DC. Uji tegangan tinggi DC dapat

dilakukan sebagai uji kebocoran arus terhadap tegangan, uji kebocoran arus

terhadap waktu, atau go no-go uji overpotential. Adalah selalu tepat untuk

melakukan uji pengukuran tahanan isolasi pertama kali, dan jika data yang

diperoleh terlihat bagus, kemudian lanjutkan dengan uji overpotential DC.

Setelah uji overpotential DC selesai, kemudian lakukan pengukuran tahanan

isolasi lagi untuk memastikan bahwa kabel tidak rusak selama uji overpotential

DC.

2.4.1 Insulation Resistance Measurement Test

Tahanan isolasi diukur dengan menggunakan sebuah Megaohmmeter

(atau dapat diukur dengan menggunakan instrumen portabel yang terdiri dari

sumber tegangan langsung, seperti generator, baterai, atau rectifier, dan ohmmeter

dengan high-range tersebut yang memberikan pembacaan tahanan isolasi di

megaohms atau ohm). Ini adalah metode non-destructive untuk menentukan

kondisi isolasi kabel untuk memeriksa kontaminasi akibat kelembaban, kotoran,

atau karbonisasi. Metode pengukuran tahanan isolasi tidak memberikan ukuran

dari jumlah kekuatan dielektrik pada isolasi kabel atau titik-titik lemah dalam

kabel. Secara umum, berikut tegangan yang dapat digunakan untuk rating

tegangan pada kabel.

Berikut ini adalah prosedur umum bila menggunakan megaohmmeter (Megger)

dalam melakukan pengukuran tahanan :

Lepaskan kabel yang akan diuji dari peralatan dan rangkaian lain untuk

memastikan bahwa tidak ada energi yang diberikan.

Discharge semua kapasitansi dalam kabel dengan melakukan ground sebelum

pengujian, serta setelah menyelesaikan pengujian.

Ground semua konduktor lain bersama-sama ke sarungnya dan ke ground.

Hubungkan ke terminal bumi dari set uji.

Demikian pula mengukur nilai tahanan isolasi lain antara satu konduktor

dan semua konduktor lain yang terhubung, satu konduktor ke tanah dan

sebagainya. Koneksi ditunjukkan pada Gambar 2.7a sampai d.

Guard Terminal pada megaohmmeter dapat digunakan untuk menghilangkan

efek kebocoran di permukaan isolasi yang terbuka terbuka pada ujung kabel,

atau kedua ujung kabel untuk kebocoran ke tanah.

Pengukuran tahanan isolasi harus dilakukan di interval reguler dan catatan

disimpan untuk tujuan perbandingan. Perlu diingat bahwa, untuk perbandingan

yang valid, pembacaan harus dikoreksi ke suhu dasar, seperti 20 ° C. Sebuah

kondisi penurunan berkelanjutan merupakan indikasi kerusakan isolasi meskipun

nilai taanan yang diukur berada di atas batas minimum yang dapatditerima.

Kabel dan konduktor instalasi memiliki berbagai dari titik pandang

tahanan dari isolasi. Kondisi ni menyebabkan berbagai jenis bahan isolasi

digunakan, rating tegangan atau ketebalan isolasi, dan panjang dari sirkuit yang

terlibat dalam pengukuran. Terminal kabel dan konduktor juga akan berpengaruh

pada nilai uji kecuali terminal kabel dan konduktor bersih dan kering, atau dijaga.

Insulated Cable Engineers Association (ICEA) memberikan nilai minimum

tahanan isolasi dalam spesifikasinya untuk berbagai jenis kabel dan konduktor.

Nilai-nilai minimal untuk kawat baru, satu-konduktor dan kabel setelah menjadi

sasaran uji tegangan tinggi AC dan berdasarkan DC uji potential 500 V

diterapkan selama 1 menit pada suhu 60 ° F. Ini isolasi minimum standar

resistance (IR) nilai (untuk singleconductor kabel) didasarkan pada rumus berikut:

Dimana,

IR adalah megaohms per 1000 ft dari kabel

K adalah konstanta material isolasi

D diameter luar dari isolasi konduktor

d adalah diameter dalam dari konduktor

Tahanan isolasi dari satu konduktor dari kabel multikonduktor untuk semuanya

dan sarungnya adalah :

Dimana,

D = diameter isolasi lebih setara dengan kabel dengan konduktor tunggal

= d + 2c + 2b

d = adalah diameter konduktor (d sama dengan diameter putaran konduktor

dengan penampang yang sama)

c = ketebalan isolasi konduktor

b = ketebalan isolasi jaket

2.4.2 DC Overpotential Testing

Di masa lalu, tes ini secara luas digunakan untuk penerimaan dan

pemeliharaan dari kabel. Penelitian terbaru dari kegagalan kabel menunjukkan

bahwa uji overpotential DC menyebabkan lebih banyak menyebabkan kerusakan

untuk beberapa kabel isolasi, daripada manfaat yang diperoleh dari pengujian

tersebut. Ini dapat menunjukkan kondisi relatif dari isolasi pada tegangan diatas

atau dekat dengan level operasi. Pengujian ini dapat digunakan untuk

mengidentifikasi kelemahan pada isolasi kabel dan juga untuk kerusakan dari

kesalahan yang baru terjadi. Tipe dari set pengujian DC ini ditunjukkan pada

Gambar 2.8.

2.4.3 Voltage versus Leakage Current Test (Step-Voltage Test)

Dalam pengujian ini, tegangan dinaikkan bertahap dengan nilai yang sama

dan waktu yang diperbolehkan antara setiap tahap untuk membuat kebocoran arus

menjadi stabil. Arus relatif tinggi setinggi tegangan yang diberikan karena adanya

arus charging kapasitansi dan arus penyerapan dielektrik. Dengan berjalannya

waktu, arus transien menjadi minimal dengan arus steady-state yang tersisa, yang

merupakan kebocoran arus yang sebenarnya dan arus penyerapan yang jumlahnya

sangat kecil. Pada setiap tahap pemberian tegangan, dilakukan pembacaan arus

bocor sebelum melanjutkan ke tahap berikutnya. Biasanya, dianjurkan bahwa

sedikitnya digunakan delapan tahap yang sama dari tegangan dan waktu untuk

masing-masing tahap setidaknya 1-4 menit. Kebocoran arus terhadap tegangan

tersebut kemudian diplot sebagai kurva. Selama kurva linear untuk setiap tahap,

sistem isolasi dalam kondisi yang baik. Pada beberapa nilai dari tahap tegangan,

jika kebocoran arus mulai tampak meningkat, kenaikan kemiringan kurva akan

diperhatikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9. Jika pengujian dilanjutkan di

luar tegangan uji ini, kebocoran arus akan meningkat bahkan lebih cepat dan

kerusakan dapat segera terjadi pada isolasi kabel. Pengujian harus segera

dihentikan setelah peningkatan kemiringan pada kurva. Kebocoran arus

maksimum yang diperbolehkan untuk kabel baru dapat

ditentukan dari rumus ICEA untuk tahanan isolasi minimum yang telah dibahas

sebelumnya. Rumus untuk kebocoran arus kemudian dapat ditulis sebagai berikut:

Dimana,

dimana

IL = konduksi atau arus bocor

E = tegangan uji

K = tahanan isolasi per 1000 ft pada 60 ° F

D = diameter dari isolasi

d = diameter dari konduktor

2.4.4 Leakage Current versus Time Test

Ketika tegangan uji terakhir dari pengujian kebocoran arus terhadap

tegangan tercapai, pengujian dapat dibiarkan selama setidaknya 5 menit, dan

kebocoran arus terhadap waktu dapat diplot Kurva untuk kabel yang baik

umumnya akan menunjukkan penurunan yang berkelanjutan pada kebocoran arus

sampai ke kondisi steady-state. Kurva ini ditunjukkan pada Gambar 2.10.

2.4.5 Go, No-Go Overpotential Test

Dalam pengujian ini tegangan diberikan secara bertahap pada nilai

tertentu. Laju kenaikan dari tegangan uji dipertahankan untuk memberikan

kebocoran arus yang stabil sampai tegangan uji terakhir tercapai. Biasanya, 1-1,5

menit dianggap cukup untuk mencapai tegangan uji terakhir. Tegangan uji akhir

kemudian ditahan selama 5 menit, dan jika tidak ada peningkatan arus secara

mendadak, maka pengujian telah berhasil dilakukan. Pengujian ini tidak

memberikan analisis mendalam tentang kondisi kabel, tetapi memberikan

informasi yang memadai, apakah kabel memenuhi kekuatan breakdown dari

kebutuhan spesifik tegangan tinggi. Jenis pengujian ini biasanya dilakukan setelah

instalasi dan perbaikan, di mana hanya kabel yang mampu bertahan tanpa

breakdown yang akan disertifikasi.

2.4.6 DC Overpotential Test Connections and Procedures

Hubungan uji untuk pengujian ini mirip dengan hubungan uji yang ditunjukkan

pada Gambar 2.7a, dan untuk kabel dengan tiga konduktor serupa dengan yang

ditampilkan pada Gambar 2.7b dan c.

2.5 Electrical Switchgear and Circuit Breakers

Pengujian DC dari switchgear dan CB melibatkan:

• Pengujian pengukuran tahanan isolasi

• Pengujian tegangan tinggi DC

• Pengujian Circuit breaker contact resistance

Pengujian pengukuran tahanan isolasi dapat dilakukan pada semua jenis

switchgear dan CB dengan menggunakan megaohmmeter

2.5.1 Insulation Resistance Measurement Test

Pengujian tahanan isolasi dilakukan dengan pemberian tegangan (500-

15,000 V DC)ke peralatan untuk menentukan nilai tahanan. Tes ini tidak

menunjukkan kualitas isolasi primer. Beberapa faktor yang harus diingat saat

melakukan tes ini, yang pertama adalah bahwa tes ini dapat menunjukkan nilai

tahanan isolasi yang rendah karena banyaknya jalur paralel. yang perlu diingat

lagi adalah bahwa sistem isolasi memiliki kekuatan dielektrik yang rendah yang

memungkinkan menunjukkan nilai tahanan yang tinggi. Sehingga hasil uji hanya

harus ditafsirkan untuk tujuan perbandingan. Pengujian Ini tidak menunjukkan

kualitas utama sistem isolasi yang berkaitan dengan kekuatan dielektrik untuk

menahan tegangan tinggi. Diagram koneksi untuk melakukan tes ini pada CB

ditunjukkan pada Gambar 2.12. Diagram koneksi untuk menguji tahanan isolasi

dari setiap cabang sirkuit di panel distribusi dapat dilihat pada Gambar 2.13.

Ketika melakukan pengujian isolasi, direkomendasikan bahwa peralatan bantu,

seperti transformator tegangan dan lightning arrester, diisolasi dari switchgear

stasioner.

Pengujian tahanan isolasi dilakukan pada posisi CB terbuka dan posisi

tertutup, sedangkan pengujian isolasi untuk bus switchgear dibuat dengan satu

fase ke tanah pada suatu waktu, dengan dua fase lain membumi. Prosedur

pengujian ini sebagai berikut:

2.5.2 DC High-Potential Test

Pengujian tegangan tinggi switchgear melibatkan pengujian dari CB

danswitchgear bus secara terpisah. Pengujian ini adalah pengujian yang besar dan

menentukan kondisi isolasi dari perakitan switchgear. Pengujian tegangan tinggi

DC tidak dipilih untuk pengujian switchgear AC karena penerapan tegangan DC

tidak menghasilkan tekanan yang sama dalam sistem isolasi seperti yang

diproduksi di bawah kondisi operasi. Selain itu, pengujian tegangan tinggi DC

menghasilkan korona dan tracking pada tepi yang tajam atau titik akhir dari bus.

Korona dan tracking yang lebih jelas terjadi pada peralatan yang lebih tua, dan

oleh karena itu disarankan bahwa pengujian tegangan tinggi DC dihindari pada

peralatan tersebut. Nilai-nilai tegangan uji DC yang direkomendasikan untuk

peralatan dengan berbagai kelas tegangan ditunjukkan pada Tabel 2.6

Pengujian tegangan tinggi harus dilakukan dalam kondisi yang sama dengan

pengujian komersial. Switchgear harus dibersihkan, dan dikembalikan pada

kondisi baik sebelum tes tegangan tinggi dilakukan. Pembacaan suhu dan

kelembaban harus dicatat dan pembacaan dikoreksi ketika melakukan tes DC.

2.5.3 Circuit Breaker Contact Resistance Measurement Test

Kontak yang diam dan bergerak dibangun dari bahan yang memberikan

tahanan yang baik terhadap busur api. Namun, jika kontak tidak dikelola secara

baik, ketahanan karena busur api yang berulang-ulang mengakibatkan kontak

memiliki kemampuan untuk membawa arus. Korosi berlebihan pada kontak

merugikan kinerja CB. Salah satu cara untuk memeriksa kontak adalah dengan

memberikan arus DC dan mengukur tahanan kontak atau drop tegangan pada saat

kontak tertutup. Tahanan kontak breaker harus diukur dari terminal bushing

ke terminal bushing dengan breaker dalam posisi tertutup. Disarankan

bahwa untuk tegangan menengah dan tegangan tinggi uji tahanan dilakukan

dengan sebuah microohmmeter setidaknya memiliki output 100 A DC.

Penggunaan nilai arus yang lebih tinggi memberikan hasil yang lebih dapat

diandalkan daripada menggunakan nilai arus yang lebih rendah. Nilai tahanan

biasanya diukur dalam mikro-ohm (μΩ).

2.6 MOTOR DAN GENERATOR

Sistem isolasi listrik adalah bagian yang paling menonjol dari motor dan

generator yang perlu perawatan berkala dan pengujian. Sistem isolasi di mesin

tersebut terdiri atas berbagai tingkat mekanik, termal, dan tegangan listrik.

Keandalan dari mesin tergantung pada integritas sistem insulasi. Oleh karena itu,

program pemeliharaan harus mencakup program pengujian yang efektif, bersama

dengan pemeriksaan visual dan pemeliharaan rutin, untuk mengevaluasi sistem

isolasi.

2.6.1 Insulation Resistance Test

Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan tegangan 500-5000 V dan

menyediakan informasi pada kondisi isolasi mesin. Sebuah sistem isolasi yang

bersih dan kering memiliki kebocoran sangat rendah dibandingkan dengan sistem

isolasi yang basah dan terkontaminasi. Pengujian ini tidak memeriksa kekuatan

tegangan tinggi dari sistem isolasi, tetapi memberikan informasi apakah sistem

isolasi memiliki tahanan bocor yang tinggi atau tidak. Pengujian ini biasanya

dilakukan sebelum pengujian tegangan tinggi untuk mengidentifikasi

terkontaminasinya isolasi atau kesalahan pada isolasi tersebut. Pengujian ini dapat

dilakukan pada semua atau bagian dari rangkaian mesin ke tanah. Prosedur

berikut ini diberikan untuk membuat uji pada kumparan medan, belitan stator.

2.6.2 DC Overpotential Test

Pengujian overpotential DC dilakukan pada motor dan generator untuk

menilai kekuatan isolasi dielektrik. Pengujian ini dapat dilakukan selama

perawatan rutin atau setelah perbaikan telah dilakukan pada mesin. Baik semua

atau bagian dari mesin dapat diuji ke tanah untuk memastikan bahwa sistem

isolasi memiliki kekuatan dielektrik cukup tinggi untuk pengoperasian yang aman.

2.6.3 Voltage versus Leakage Current Test (Step-Voltage Test)

Pengujian overpotential DC adalah tes terkontrol, yaitu, peningkatan

tegangan yang diberikan dikendalikan dengan memantau kebocoran arus untuk

mengidentifikasi kegagalan isolasi belitan yang akan datang dengan tujuan

menghentikan pengujian sebelum kerusakan terjadi.

Prosedur pengujian dapat dijelaskan sebagai berikut:

Tegangan yang pertama diberikan biasanya sepertiga dari tegangan ujinya

yang diterapkan di mesin. Pembacaan diambil pada interval 1 menit

sampai maksimum 10 menit.

Langkah selanjutnya adalah untuk meningkatkan tegangan uji pada sekitar

1000 V dan mencatat nilai arus bocor untuk setiap langkah. Biarkan cukup

waktu antara setiap langkah sampai kebocoran arus menjadi stabil.

Pada setiap langkah, plot nilai-nilai kebocoran arus pada sumbu vertikal

versus tegangan uji yang diterapkan pada sumbu horisontal. Untuk sistem

isolasi yang baik, kurva yang dihasilkan oleh pembacaan akan mulus

dengan kemiringan meningkat. Setiap perubahan mendadak dalam

karakteristik kurva adalah indikasi kegagalan belitan yang akan terjadi.

Mengambil langkah untuk menghilangkan kemungkinan kebocoran

berlebihan karena ionisasi untuk mengukur kebocoran yang terjadi saat ini.

2.6.4 Leakage Current versus Time Test

Pengujian ini dapat dibuat sebagai pengganti uji tegangan dibandingkan

kebocoran arus. Dalam pengujian ini, intinya adalah untuk memisahkan arus

penyerapan dari total kebocoran arus. Pada pengujian ini, waktu yang wajar

diperbolehkan selama setiap tahap pemberian tegangan uji untuk memungkinkan

penyerapan arus menghilang sebelum pembacaan diambil. Untuk sepenuhnya

menghilangkan penyerapan arus, dibutuhkan banyak waktu. Oleh karena itu,

interval waktu yang wajar adalah menjadi 10 menit masa tunggu selama setiap

tahap dari tegangan yang diberikan.

2.7 LIGHTNING ARRESTER

Pengujian pemeliharaan yang dapat dibuat pada arrester petir (Lightning

Arrester) dengan tegangan DC adalah pengukuran tahanan isolasi. Berikut ini

adalah prosedur umum pemeliharaan untuk arrester petir untuk melakukan uji

ketahanan isolasi :

Terapkan (biasanya) 2500 V untuk line terminal dengan isolasi

resistensi penguji. Membaca karakteristik dari setiap jenis arester.

Beberapa mungkin setinggi 10.000 MOhm, yang lainnya mungkin jauh

lebih rendah, seperti 500 MOhm. Evaluasi harus didasarkan pada

pembacaan membandingkan dengan hasil tes sebelumnya atau

uji nilai-nilai peralatan yang sama.

Arrester petir juga dapat diuji menggunakan tegangan DC potensial

tinggi. Tegangan DC harus 1,7 kali tegangan pengenal petir arrester.

Bidang pengujian kelas arrester dapat dicapai selama operasi normal

dengan mengukur kebocoran arus melalui arester. Karena impedansi

tinggi dengan karakteristik tanah dari arrester, peningkatan kebocoran

arus di atas normal biasanya menunjukkan arester rusak.

2.8 CAPACITORS

Beberapa tes yang berbeda dapat dilakukan pada koreksi faktor daya kapasitor

untuk menentukan layanan yang sesuai bagi pengguna. Dari ini, pengguna dapat

memilih tes yang mereka anggap praktis dan perlu. Faktor-faktor yang

mempengaruhi pemilihan tes mungkin jenis kapasitor bank, seperti gardu

kapasitor bank atau line distribusi , pengaturan listrik, pengalaman tingkat

kegagalan, dan lainnya. pada NEMA Standards Publikasi CP1-1977, Bagian 6.06,

"Uji Lapangan di Capacitor Unit, "tercantum dua pilihan: (1) memeriksa unit

kapasitor baru sebelum menempatkan dalam pelayanan dan (2) setelah mereka

telah ditempatkan dalam pelayanan.

2.9 EVALUATION OF TEST DATA READINGS

Pengukuran tahanan isolasi ditambah dengan informasi lainnya, dapat berfungsi sebagai panduan untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan pada peralatan listrik atau kabel. Pilihannya adalah sebagai berikut:

Tempatkan atau mengembalikan sirkuit ke layanan sampai pengecekan yang dijadwalkan selanjutnya.

Kembalikan sirkuit ke layanan sekarang, namun perencanaan perbaikan harus dilakukan sesegera mungkin

Tinggalkan keluar layanan sampai perbaikan telah dilaksanakan.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.google.co.id/url?

sa=t&rct=j&q=makalah+pemeliharaan+peralatan+listrik&source=web&cd=2&ve

d=0CCgQFjAB&url=http%3A%2F%2Fbops.pln-jawabali.co.id%2Fartikel

%2Fpemeliharaantrafo.pdf&ei=lDpKT7CkOsrTrQfY3o2vDw&usg=AFQjCNHo

wggnEEjgjIY6qGiPcKsOUfBLGA&sig2=r5GFteuqxXK2Xuq5XLioPg&cad=rja

http://power-grounding.blogspot.com/2009/11/pengendalian-mutu-untuk-

persiapan.html

Electrical Power Equipment Maintenance and Testing, Second Edition, Paul Gill