pengujian tegangan tinggi
Post on 24-Jul-2015
729 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Mata Kuliah Pembangkitan, Pengukuran, & Pengujian Tegangan Tinggi (P3TT)
•
•
“Pengujian Tegangan
Tinggi”
Teknik Elektro UnDip 2011
1
• Pengujian Tegangan Tinggi
• Jenis-jenis Pengujian
• Pengujian Isolasi Tidak Merusak
Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)
1. Metode Pengukuran Langsung
2. Metode Pengukuran Tidak Langsung
Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
1. Metode Pengukuran Langsung
2. Metode Pengukuran Tidak Langsung
Pengukuran Peluahan Parsial
1. Pengukuran Langsung
2. Pengukuran Tidak Langsung
Content
2
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
Tujuan : Untuk menjamin peralatan dapat bekerja pada keadaan tegangan normal.
Untuk menguji ketahanan isolasi pada peralatan (untuk melihat
kemampuannya memikul tegangan lebih atau karna adanya sambaran
petir ).
Dapat dikelompokkan menjadi: Pengujian yang bertujuan meneliti sifat-sifat listrik dielektrik temuan
baru
Pengujian yang bertujuan memeriksa kualitas isolasi peralatan listrik
Pengujian yang bertujuan mengetahui ketahanan isoalasi peralatan
memikul tegangan lebih
Pengujian Tegangan Tinggi
3
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
Dapat dikelompokkan berdasarkan dampak
pengujian terhadap benda uji yaitu:
Pengujian TIDAK merusak: - Pengukuran tahanan isolasi
- Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik
- Pengukuran Korona
- Pemetaan medan elektrik
Pengujian Bersifat Merusak:
- Pengujian Ketahanan (Wistand Test)
- Pengujian Peluahan (Discharge Test)
- Pengujian Kegagalan (Breakdown Test)
Jenis – jenis Pengujian
4
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
Pengukuran yang termasuk pengujian TIDAK merusak yaitu:
Pengukuran ketahanan isolasi
Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik
Pengukuran peluahan parsial
Dikatakan Isolasi itu buruk setelah isolasi tersebut digunakan dalam waktu yang lama yaitu:
Kenaikan Temperatur isolasi setelah beroperasi
Kelembapan udara disekitar isolasi
Beban mekanis yang dipikul isolasi
Korona pada bagian-bagian peralatan runcing yang berdekatan dengan isolasi
Tegangan lebih yang menerpa isolasi
Pengujian Isolasi Tidak Merusak
5
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
Alat untuk mengukur Tg delta adalah Jembatan Schering seperti pada gambar 8.1.
Keterangan: Benda Uji sebagai resistor Rx
Kondesator sebagai Cx
Tahanan resistor (0,01-104 ohm) sebagai R1
Kapasitansi ke tanah dari cabang bertegangan tinggi
(titik b dan d) harus dihindarkan,supaya tidak
Ada kapasitansi lain disamping kapasitansi
pada alat ukur.Sehingga bagian bertegangan
rendah dilindungin tabir logam (T) yang ditanahkan.
Cs adalah kondensator standar (50-500µF) dengan
rugi-rugi dielektrik diabaikan.
Impedansi komponen (R1,R2,CV) sehingga Vbc dan Vcd
tidak melebihi 20 V. Bila benda uji tembus listrik,maka tegangan
terminal b dan d naik dan dapat merusak komponen (R1,R2,CV)
Untuk mencegah dipasang sela protektor G.
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)
6
Pada keterangan pada gambar 8.1 dimana R1 dan CV diatur hingga dicapai kondisi seimbang dimana galvanometer G menuju nol. Pada kondisi ini berlaku:
Dimana:
Substitusi Persamaan 8.2 ke dalam
persamaan 8.1 diperoleh:
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)
7
Pengukuran Tg delta dilakukan dalam dua keadaan yaitu: 1. Mengukur Tg delta sebagai fungsi tegangan pengujian pada temperatur
konstan.
2. Mengukur tg delta sebagai fungsi temperatur pada tegangan yang konstan.
Kedua pengukuran tersebut akan menghasilkan kurva seperti Gambar 8.2 di bawah
ini
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik (Tg delta)
8
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
Pengukuran tahanan dielektrik meliputi pengukuran tahanan permukaan dan
tahanan volume.
Jika suatu dielektrik ditempatkan diantara dua elektroda ukur yang diberi tegangan
maka arus yang diberikan sumber tegangan merupakan jumlah arus permukaan
dengan arus volume.
Karena itu tahanan isolasi dapat ditulis sebagai berikut :
Jika Iv dibuat sama dengan nol maka tahanan yang terukur adalah tahanan
permukaan yaitu:
Jika Ip dibuat sama dengan nol maka tahanan yang terukur adalah tahanan volume
yaitu:
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
1. Metode Pengukuran Langsung
9
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
Pengukuran tahanan isolasi membutuhkan dua elektroda piring masing-
masing berukuran antara 5-10 cm dan satu elektroda cincin. Lebar cincin
sekurang-kurangnya dua kali tebal dielektrik yang diuji. Tebal dielektrik uji
umumnya antara 3-12 mm.
Susunan elektroda dan rangkaian pengukuran tahanan permukaan
ditunjukan pada Gambar 8.3. Dalam pengukuran,arus volume diusahakan
sama dengan nol,hal ini menyamakan tegangan kedua elektroda P1 dan P2.
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
1. Metode Pengukuran Langsung
10
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
• Tahanan permukaan dapat juga diukur dengan menggunakan elektroda bermata pisau yang panjangnya 10 cm.
• Jarak antara kedua elektroda dibuat 1 cm.
• Rangkaian pengukuran ditunjukan seperti pada gambar 8.4.
• Tahanan permukaan dapat dihitung berdasarkan hasil pengukuran tegangan dan arus.
• Susunan elektroda dan rangkaian
pengukuran tahanan volume ditunjukkan pada gambar 8.5.
• Dalam hal ini arus permukaan diusahakan sama dengan nol yang dilakukan dengan menyamakan tegangan elektroda P1 dengan elektroda cincin.
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
1. Metode Pengukuran Langsung
11
Ada dua metode pengukuran dengan
menggunakan galvanometer yaitu: a. Rangkaian seri dimana resistor shunt terhubung seri dengan dielektrik
yang akan diuji.
b. Rangkaian paralel dimana resistor shunt terhubung paralel dengan
dielektrik yang akan diuji.
Pada gambar 8.6 ditunjukkan pengukuran tahanan volume suatu dielektrik
dengan rangkaian seri . Elektroda pengukuran sama seperti pada pengukuran
langsung (Gambar 8.5)
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
2. Metode Pengukuran Tidak Langsung
12
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
Keterangan:
• B adalah sumber tegangan dc yang stabil dan dapat membangkitkan tegangan antara 500-1000V.
• Galvanometer G harus mempunyai sensitifitas yang tinggi dan diparalelkan dengan suatu resistor shunt (Rsh).
• Resistor standar (Rs) terbuat dari bahan manganin, 106 ohm, dengan ketelitian ±10%.
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
2. Metode Pengukuran Tidak Langsung
• Mula-mula saklar S1 dibuka dan Su dihubungkan ke B, dalam hal ini Rs dengan dielektrik
yang diuji terhubung seri.
• Resistor shunt diatur hingga G menunjuk penyimpangan yang besar atau dapat terbaca.
• Dicatat nilai faktor pengali Rsh dan penyimpangan G.
• Kemudian saklar Su dibumikan untuk membuang muatan elektroda uji ,selanjutnya S1
ditutup dan Su dihubungkan ke B, sehingga hanya Rs yang terukur.
• Rsh diukur kembali hingga G menunjukkan penyimpangan terbesar. Setelah selesai
pengukuran saklar Su dibumikan untuk membuang muatan dari benda uji ke tanah.
13
Tahanan isolasi (Rx) dihitung dengan rumus :
Dimana, Ds = Penyimpangan Galvanometer
Fs = Faktor pengali resistor shunt pada saklar S1
Ds & Fs pada saklar S1 tertutup (yang terukur hanya resistor standar)
Ds & Fs pada saklar S1 terbuka (benda uji terhubung seri dengan resistor standar)
Radius efektif elektroda pengukuran adalah
Dimana : r1 = Radius elektroda P1
g = Jarak sela elektroda P1 dengan elektroda cincin
d = Tebal dielektrik
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
2. Metode Pengukuran Tidak Langsung
14
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
o Jenis elektroda lain yang dapat
digunakan untuk pengukuran
dielektrik cair adalah elektroda
silinder seperti ditunjukkan pada
Gambar 8.9
o Contoh ukuran elektroda standar
menurut JIS C 2101, yang
digunakan untuk pengukuran
konduktivitas dielektrik cair
ditunjukkan pada Gambar 8.10
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
2. Metode Pengukuran Tidak Langsung
16
Resistivitas volume jika menggunakan elektroda silinder sbb :
Dimana, l = Panjang efektif elektroda ukur (m)
d1= Diameter luar elektroda ukur (m)
d2= Diameter dalam elektroda utama (m)
Bia kapasitansi elektroda tanpa dielektrik cair diketahui adalah C, maka
resistivitas volume:
Jika C belum diketahui, maka pengukuran C dilakukan dengan menggunakan
alat ukur faktor rugi-rugi dielektrik (Jembatan Schering)
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Tahanan Dielektrik Padat
2. Metode Pengukuran Tidak Langsung
17
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
• Pengukuran peluahan sebagian umumnya dilakukan dengan
mendeteksi pulsa listrik dalam rangkaian tegangan tinggi.
• Sensitifitas pengukuran mengalami keterbatasan dengan adanya
deru (noise), maka pengukuran peluahan sebagian harus mampu
membedakan deru yang terjadi dan deru yang datang dari sumber
lain.
• Tujuan : untuk mengukur nilai tegangan yang membuat benda
uji mengalami peluahan, inilah yang disebut tegangan mulai
peluahan sebagian (partial discharge inception voltage). Setelah
peluahan terjadi beberapa saat, tegangan diturunkan dan diukur
pada tegangan peluahan itu padam (partial discharge exception
voltage).
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Peluahan Parsial
18
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
• Detektor peluahan parsial pengukuran lansung ditunjukkan pada Gambar 8.11
• Filter F digunakan untuk mencegah masuknya sinyal peluahan parsial yang
terjadi pada trafo uji.
• Bila pada benda uji terjadi peluahan parsial, maka arus akan mengalir pada
impedansi Zm, sehingga beda potensial sangat kecil.
• Beda potensial sangat kecil ini sebagai sinyal detektor.
• Melalui filter BPF sinyal diteruskan ke penguat A sehingga teramati pada
osiloskop OCR.
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Peluahan Parsial
1. Pengukuran Langsung
19
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
• Detektor peluahan parsial pengukuran tidak langsung ditunjukkan pada Gambar 8.14
• Bila pada benda uji terjadi peluahan parsial, maka akan terjadi arus pulsa
berfrekuensi tinggi.
• Arus ini menimbulkan medan elektromagnet yang diradiasikan ke sekitar benda uji.
• Medan elektromagnetik ini menginduksi gaya gerak listrik pada kumparan K
• Gaya gerak listrik ini sebagai sinyal detektor.
• Melalui filter BPF sinyal diteruskan ke penguat A sehingga teramati pada osiloskop
OCR.
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Peluahan Parsial
2. Pengukuran Tidak Langsung
20
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
•
Pengujian Isolasi Tidak Merusak Pengukuran Peluahan Parsial
3. Pengujian Kerak Isolasi
21
Hasta
Nuru
llita
-
Me
lfa
Sili
ton
ga
22
top related